Angle of Arrival Accuracy Evaluation in Channel 9

Angle of Arrival Accuracy Evaluation in Channel 9

两根接收天线RX1、RX2的距离为d来自彼此。接收器轴线之间的距离天线阵列和发射机天线TX用D表示。天线阵列平面与天线面所成的角度直接路径用 θ 表示，或者 TX-RX1 为 θ1，TXRX2 为 θ2，尽管如此，对于大于几个波长的距离λ，当D

然后，三角函数和三角形的相似度可以是应用于推导以下关系。一旦传播波的波前到达第 一个接收天线，光速的波c 仍需经过一定距离到达第二个天线d1 = dsin(θ)，由于速度是随时间变化的距离，将会及时发生

在第 一组测量中，PDoA 精度为与入射角的关系被评估为AoA 估计的基础。图中红色虚线所示图4是基于表示相移的公式(2)的值处于最 佳状态，不会因干扰而失真在信号路径中。根据预期，偏差为当角度为零时最 低，随着角度的增大而升高角度。令人惊讶的是，PDoA 估计的不准确性-30°角度时负半平面最 高，但在-45°时显着降低。这种行为可能是由于由天线辐射方向图不均匀或由反射波对主光束造成干扰。为了在图的正半部分，可以看到这种行为仅适用于 20m 距离。然而，对于 45°，不准确所有 TX 和 RX 间隔距离都会增加。最后，它可以可以看出，PDoA 估计精度随着上升距离。对于小角度（-15° 至 15°）并不重要，但对于较大的角度，这种现象更为明显。-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80-150

此外，由于 PDoA 在 AoA 估计中起着至关重要的作用，可以假设PDoA对AoA结果的准确性的影响也是可以观察到的。如图5所示，实际测量验证了这一假设。尤其，红色虚线表示 AoA 的预期值，而填充的蓝色区域显示了最 大和最 小掌握的迎角值，实线代表平均值。

测量结果进一步验证了最初的想法随着距离的增加，迎角估计精度下降接收器和发射器之间。这尤其明显对于最 大和最小估计边界，其中随着设备距离的增加而显着扩展（30m 间隔时最明显）。值得注意的是，准确率对于 20m 距离，迎角估计值出人意料地更高与 5m 间隔相比。这可能是由较小的反射波对所得信号波形的贡献。在5m距离的情况下，反射光束可能代表总振幅的重要部分。然而，对于20m的距离，这些射线的影响可以忽略不计。

然而，在平均值的情况下，这些不准确性显着减少，这意味着可以通过平均值提高迎角估计精度来自多次测量。

图 6 总结了 AoA 测量的误差水平轴上每个设定（预期）角度的垂直轴上的绝 对值。平均误差趋势与左半平面相比，分布更大右半平面，这与其他类似的作品一致。也进一步验证了AoA估计精度与 5m 和 30 m 距离相比，20m 距离更高，但是仅适用于较小的角度（-15° 至 15°）。

CONCLUSION

随着距离的增加，迎角估计的准确性会下降，这与准确率的假设是一致的受天线阵列电磁场影响较大参数而不是无线电芯片本身的功能。

因此，有了更好的天线阵列，迎角就会得到改善即使距离更远，也能达到预期的估计精度标签和锚点之间。

另外，从结果来看有和没有外壳的测量，似乎所用外壳的设计有能力影响UWB 通道 9 较高频率下的估计，因为它影响标签天线。