一种信号精确定位装置的制作方法

本发明属于信号定位技术领域，涉及一种信号精确定位装置。

背景技术：

目前在反恐防爆、安防、刑侦等领域许多信号定位系统，尤其是手机信号定位系统中，多是采用一种类似场强仪的装置实现定位，上述装置能实时显示被定位手机发射信号的强度，当此装置给出的数值(接收到的功率值)越大时则说明越靠近被定位手机，但此装置存在很大的局限性：如果此装置与被定位手机不在同一水平面，比如被定位手机在一座楼里，很可能出现定位装置所测的信号强度已经是最大值，但却无法找到被定位手机(此时，很可能被定位手机在与定位装置垂直位置的某个楼层)，定位装置显示的信号强度只能表明与被定位手机的最短距离，而不能表明具体在哪个方位，因此无法实现快速准确的定位。

技术实现要素：

本发明提出一种信号精确定位装置，解决了现有技术中手机信号定位系统无法实现快速准确定位的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：包括

壳体，

第一测向电路，设置在所述壳体内，所述第一测向电路包括均与第一合路电路连接的第一测向接入电路和第二测向接入电路，所述第一测向接入电路包括依次连接的第一测向天线和第一移相电路，所述第二测向接入电路包括第二测向天线，所述第一移相电路和所述第二测向天线均与所述第一合路电路连接，所述第一测向天线和所述第二测向天线之间的距离在目标信号波长的1/2以内，

ad采样电路，输入与第一测向电路输出连接，输出与控制电路连接，

屏蔽层，设置在所述壳体上，且位于所述壳体的一侧，用于屏蔽所述第一测向天线和所述第二测向天线所在的直线一侧的信号。

进一步，还包括

第二测向电路，设置在所述壳体内，所述第二测向电路包括均与第二合路电路连接的第三测向接入电路和第四测向接入电路，所述第三测向接入电路包括依次连接的第三测向天线和第二移相电路，所述第四测向接入电路包括第四测向天线，所述第二移相电路和所述第四测向天线均与所述第二合路电路连接，所述第三测向天线和所述第四测向天线之间的距离在目标信号波长的1/2以内，

所述第一测向天线和所述第二测向天线所在的平面与所述第三测向天线和所述第四测向天线所在的平面相互垂直，

所述第二测向电路与所述ad采样电路连接，所述ad采样电路还与控制电路连接。

进一步，所述第一测向电路和所述ad采样电路之间通过第一变频电路连接，所述第二测向电路和所述ad采样电路之间通过第二变频电路连接，

所述第一变频电路包括依次连接的第一输入滤波电路、第一混频电路、第一输出滤波电路、第二输入滤波电路、第二混频电路和第二输出滤波电路，所述第一混频电路和所述第二混频电路均与电源本振电路连接，所述第一输入滤波电路与所述第一合路电路连接，

所述第二变频电路包括依次连接的第三输入滤波电路、第三混频电路、第三输出滤波电路、第四输入滤波电路、第四混频电路和第四输出滤波电路，所述第三混频电路和所述第四混频电路均与所述电源本振电路连接，所述第三输入滤波电路与所述第二合路电路连接。

进一步，所述第一移相电路包括均与第一移相输出电路连接的第一粗调移相电路和第一细调移相电路，所述第一粗调移相电路还与所述第一测向天线连接，所述第一粗调移相电路和所述第一细调移相电路还与控制电路连接，所述第一移相输出电路与所述第一合路电路连接，

所述第二移相电路包括均与第二移相输出电路连接的第二粗调移相电路和第二细调移相电路，所述第二粗调移相电路还与所述第二测向天线连接，所述第二粗调移相电路和所述第二细调移相电路还与控制电路连接，所述第二移相输出电路与所述第二合路电路连接。

进一步，所述电源本振电路包括均与控制电路连接的第一电源本振电路和第二电源本振电路，

所述第一电源本振电路包括依次连接的第一压控振荡电路和第一功分电路，所述第一压控振荡电路与控制电路连接，所述第一混频电路和所述第三混频电路均与所述第一功分电路连接，

所述第二电源本振电路包括依次连接的第二压控振荡电路和第二功分电路，所述第二压控振荡电路与控制电路连接，所述第二混频电路和所述第四混频电路均与所述第二功分电路连接。

进一步，所述第一合路电路和所述第一输入滤波电路之间通过第一衰减电路连接，所述第一输出滤波电路和所述第二输入滤波电路之间通过第二衰减电路连接，

所述第二合路电路和所述第三输入滤波电路之间通过第三衰减电路连接，所述第三输出滤波电路和所述第四输入滤波电路之间通过第四衰减电路连接，

所述第一衰减电路、所述第二衰减电路、所述第三衰减电路和所述第四衰减电路均与所述控制电路连接。

进一步，所述ad采样电路包括均与采样芯片连接的第一检波电路和第二检波电路，所述第一检波电路通过第一差分放大电路与所述采样芯片连接，所述第二检波电路通过第二差分放大电路与所述采样芯片连接，所述第一差分电路和所述第二差分电路均采用单端-差分转换电路，所述采样芯片与所述控制电路连接。

进一步，所述控制电路包括相互连接的单片机电路和fpga电路，所述fpga电路与所述第一测向电路、所述第二测向电路、所述第一变频电路、所述第二变频电路、所述电源本振电路和所述ad采样电路均连接，所述fpga电路还与第四端子连接。

进一步，所述第二测向天线与所述第一合路电路之间通过第一补偿电路连接，所述第四测向天线与所述第二合路电路之间通过第二补偿电路连接。

进一步，还包括通道校准电路，所述通道校准电路包括依次连接的校准源接口和第三功分电路，当进行通道校准时，所述第三功分电路的一路输出分别耦合到所述第一测向天线和所述第二测向天线，所述第三功分电路的另一路输出分别耦合到所述第三测向天线和所述第四测向天线，

所述校准源接口与第三电源本振电路连接，所述第三电源本振电路包括依次连接的校准控制电路、第三压控振荡电路和第五衰减电路，所述校准控制电路与所述控制电路连接，所述第五衰减电路与所述校准源接口连接。

本发明的工作原理为：

如图3所示，a为第一测向天线，b为第二测向天线，a和b设置在水平方向，d为目标点，因壳体上设置有屏蔽层，当屏蔽层在直线ab和d之间时，屏蔽层将d的信号屏蔽，a和b接收不到信号，将这种情况记作d在本发明信号精确定位装置的背面，此时，可以将本发明信号精确定位装置转向，使直线ab在屏蔽层和d之间时，记作d在本发明信号精确定位装置的前面，因此本发明信号精确定位装置在设计时，只需考虑d在本发明信号精确定位装置前面的情况即可。

假定a接收到的信号为acosωt，b接收到的信号为bcos(ωt-ψ)(其中b相位超前，ψ>0)，a和b的距离为目标信号波长的1/2，远小于a与d、或b与d之间的距离，因此当d发射目标信号时，可以假定a接收到信号幅值与b接收到的信号幅值相等；当d位于直线ab的延长线上时，a接收到信号相位与b接收到的信号相位之差ψ最大，同时由于a和b的距离为目标信号波长的1/2，因此a接收到信号相位与b接收到的信号相位之差最大为1/2波长对应的相位，即为180°。基于上述理论，进行如下推导：

推导一：a接收到的信号和b接收到的信号之和为

由上述计算过程可知，当＝0时，au＝a+b，为最大，当ψ＝180°时，au＝|a-b|，为最小。

推导二：作直线ab的法线oc，记od与oc夹角为θ，从b作od的垂线交ad于a’点，因d到a、或d到b的距离远大于ab，可以认为∠ba’a≈90°，即od//a’d，a’d＝bd，则d到a、b两点的距离差为aa’，由于∠ba^’a≈90°，∠aba^’＝θ，则aa’＝absinθ＝1/2λsinθ(其中λ为目标信号的波长)，及a和b的相位差ψ＝180°sinθ。

推导三：由上述推导一和推导二可知，如果将a接收到的信号移相180°-ψ即180°-180°sinθ时，a和b的相位差为180°，a接收到的信号和b接收到的信号之和的幅值au最小。因此只要找到au的最小点(简称最小点)及其对应的移相角度，即可得到d点相对于法线oc的方位角。

基于上述推导过程，本发明信号精确定位装置在使用时，首先由第一测向天线和第二测向天线接收到两路幅值相等、相位不等的信号a和b，然后信号a经第一移相电路移相，移相后的信号a和信号b送入第一合路电路相加得到信号e，信号e为高频信号，信号e经第一变频电路之后，频率降低，记为信号f，信号f的频率与ad工作频率相匹配，信号f经ad采样电路送入控制电路，控制电路通过计算判断信号f的最小点和第一移相电路的移相角度，即可得到目标物在水平方向的方位角。

同理，通过第三测向天线、第四测向天线、第二移相电路、第二变频电路、ad采样电路和控制电路的配合工作，可以得到目标物在竖直方向的方位角。通过水平方向的方位角和竖直方向的方位角，可以得到目标物的精确方位角，可以快速准确的找到目标物。

1、本发明信号精确定位装置在使用时，首先将第一测向天线和第二测向天线设置在水平方向，第一测向天线、第二测向天线、第一移相电路、ad采样电路和控制电路相互配合工作，得到目标物在水平方向的方位角；然后将第一测向天线和第二测向天线设置在竖直方向，采用同样的方法，得到目标物在竖直方向的方位角；通过水平方向的方位角和竖直方向的方位角，可以得到目标物的精确方位角。

其中，屏蔽层的设置，将来自本发明信号精确定位装置背面的信号屏蔽掉，从而将本发明信号精确定位装置背面的信号和正面的信号进行区分，当得到信号f的最小点和对应的移相角度时，对应得到目标物方位角的唯一值，实现快速准确的定位。

第一测向天线和第二测向天线均为射频天线模块，其大小为长度5cm左右的正方形，第一测向天线和第二测向天线之间的距离为第一测向天线中心和第二测向天线中心之间的距离，第一测向天线和第二测向天线之间的距离小于信号波长的1/2，与目标物与第一测向天线之间的距离、目标物与第二测向天线之间的距离相比，可以忽略不计，这样就可以保证第一测向天线和第二测向天线分别得到两路幅值相同，相位差在0～180°之间的信号。

2、本发明中通过第一测向天线、第二测向天线、第一移相电路、ad采样电路和控制电路的配合工作，得到目标物在水平方向的方位角；同时，第三测向天线、第四测向天线、第二移相电路、ad采样电路和控制电路配合工作，得到目标物在竖直方向的方位角；通过水平方向的方位角和竖直方向的方位角，可以得到目标物的精确方位角，第一测向电路和第二测向电路两路同时测量，使本发明操作简单、实现方便快速的找到目标物。

第三测向天线和第四测向天线均为射频天线模块，其大小为长度5cm左右的正方形，第三测向天线和第四测向天线之间的距离为第三测向天线中心和第四测向天线中心之间的距离，第三测向天线和第四测向天线之间的距离小于信号波长的1/2，与目标物与第三测向天线之间的距离、目标物与第四测向天线之间的距离相比，可以忽略不计，这样就可以保证第三测向天线和第四测向天线分别得到两路幅值相同，相位差在0～180°之间的信号。

3、本发明中第一变频电路将第一测向电路输出的信号频率进行转换，与ad采样电路的采样频率相匹配，第二变频电路将第二测向电路输出的信号频率进行转换，与ad采样电路的采样频率相匹配，保证采样结果的准确性，从而有利于提高计算结果的准确性。

本发明应用在td-lte制式的手机上时，第一变频电路的输入信号的频率为1880～1920mhz，即中心频率为1900mhz，该信号为第一混频电路的一路输入，第一混频电路的另一路输入为电源本振电路的输出，这里为3100mhz，第一混频电路的输出为1200mhz(3100mhz-1900mhz＝1200mhz)，1900mhz的镜像干扰信号为4300mhz(3100mhz+1200mhz＝4300mhz)，4300mhz不在1880～1920mhz的范围内，因此第一输入滤波电路可以将其滤除，避免镜像干扰信号进入后续电路，第一混频电路除了输出1200mhz的信号外，还会输出5000hz的信号(3100mhz+1900mhz＝5000mhz)，第一输出滤波电路用于滤除5000mhz的信号。

同理，第二混频电路用于将1200mhz的信号变频为ad采样电路能够识别的10.7mhz，第二输入滤波电路用于对输入第二混频电路的信号进行滤波，避免镜像干扰进入第二混频电路，第二输出滤波电路用于对第二混频电路的输出进行滤波。

本发明中第一变频电路采用两级混频电路对第一测向线路输出信号变频，第二变频电路采用两级混频电路对第二测向线路输出信号的变频，实现与ad采样电路的工作频率相匹配，同时，将镜像干扰信号有效的滤除，避免了干扰信号带来的测量结果的误差。

4、本发明中将第一粗调移相电路的输出作为第一移相输出电路的移相指令、第一细调移相电路的输出作为第一移相输出电路的偏置指令，实现水平第一测向接入电路移相角度的调节。其中，第一粗调移相电路采用四位数控移相器，移相步进为22.5°，第一细调移相电路移相范围为1～30°，移相步进为1°，测量时，先调节第一粗调移相电路的移相角度，找到两路信号之和f的最小点的大致范围，然后调节第一细调移相器，找到两路信号之和f的最小点的精确值，并记录对应的移相角度。本发明中第一移相电路采用第一粗调移相电路和第一细调移相电路相结合的方式，能够实现快速准确的测量。

同理，第二粗调移相电路的输出作为第二移相输出电路的移相指令、第二细调移相电路的输出作为第二移相输出电路的偏置指令，实现第二测向接入电路移相角度的调节。其中，第二粗调移相电路采用四位数控移相器，移相步进为22.5°，第二细调移相电路移相范围为1～30°，移相步进为1°，测量时，先调节第二粗调移相电路的移相角度，找到两路信号之和f的最小点的大致范围，然后调节第二细调移相器，找到两路信号之和f的最小点的精确值，并记录对应的移相角度。本发明中第二移相电路采用第二粗调移相电路和第二细调移相电路相结合的方式，能够实现快速准确的测量。

5、本发明中控制电路控制第一压控振荡电路输出对应的本振信号，并通过第一功分电路分配为两路相同的本振信号，分别输入到第一混频电路和第三混频电路，实现第一级变频；控制电路控制第二压控振荡电路输出对应的本振信号，并通过第二功分电路分配为两路相同的本振信号，分别输入到第二混频电路和第四混频电路，实现第二级变频。

6、为保证电路中的信号强度，从而提高测量精度，在第一变频电路和第二变频电路中均使用了放大器，但是当目标物距离本发明较近时，本发明接收到的信号幅值较大，大幅值的信号容易造成放大器饱和，从而影响测量结果的准确性。在第一合路电路和第一输入滤波电路之间设置第一衰减电路、在第二输出滤波电路和第二输入滤波电路之间设置第二衰减电路、在第二合路电路和第三输入滤波电路之间设置第三衰减电路、在第四输出滤波电路和第四输入滤波电路之间设置第四衰减电路、且第一衰减电路、第二衰减电路、第三衰减电路和第四衰减电路均与控制电路连接，控制器可以根据需要控制第一衰减电路、第二衰减电路、第三衰减电路和第四衰减电路的开启或关闭，保证电路中的信号强度在一个理想的范围，有利于提高信号测量精度。

7、第一检波电路用于将第一变频电路的输出信号转换为ad采样芯片能够识别的信号，实现目标物在水平方向方位角的测量，第二检波电路用于将第二变频电路的输出信号转换为ad采样芯片能够识别的信号，实现目标物在竖直方向方位角的测量。ad采样芯片采用差分输入、双通道的ad芯片，实现水平方向和竖直方向信号的同时采样，提高了测量的便利性；同时差分输入的方式，有利于抑制干扰信号，从而确保测量的精确度。

第一检波电路的输出为单路，第一差分放大电路用于将第一检波电路的单路输出转换为差分输出，与ad采样芯片的差分输入相匹配；第二检波电路的输出为单路，第二差分放大电路用于将第二检波电路的单路输出转换为差分输出，与ad采样芯片的差分输入相匹配。

8、本发明中控制电路采用单片机电路和fpga电路相互协作的方式，fpga电路通过第四端子与外部控制器连接，并与第一测向电路、第二测向电路、第一变频电路、第二变频电路、电源本振电路和ad采样电路均连接，用于向外部控制器反馈ad采样电路的采样结果，外部控制器根据采样结果向fpga电路发送控制信号，fpga控制第一测向电路、第二测向电路、第一变频电路、第二变频电路和电源本振电路的工作。

fpga电路运行速度快，有利于提高信号之间的传输速度，单片机的运算能力强，对于外部控制器下发的复杂控制指令，可以先由单片机进行解析，然后发送给fpga执行，这样的设计，充分利用了fpga和单片机的优势，有利于信号的快速准确传输。

9、第一测向天线接收到的目标信号和第二测向天线接收到的目标信号为两路幅值相等、相位不同的信号a和b，a经第一测向接入电路输入到第一合路电路的一个输入端，b经第二测向接入电路输入到第一合路电路的另一个输入端，其中，第一测向接入电路中设置有第一移相电路，会造成第一测向接入电路和第二测向接入电路的增益不同，从而造成a和b的幅值不同，影响测量结果的准确性，在第二测向天线和第一合路电路之间设置第一补偿电路，用于对第一移相电路带来的误差进行补偿，确保第一测向接入电路和第二测向接入电路的增益相同。

同理，在第四测向天线和第二合路电路之间设置第二补偿电路，用于对第二移相电路带来的误差进行补偿，确保第三测向接入电路和第四测向接入电路的增益相同。

10、第一测向天线接收到的目标信号和第二测向天线接收到的目标信号为两路幅值相等、相位不同的信号a和b，a经第一测向接入电路输入到第一合路电路的一个输入端，b经第二测向接入电路输入到第一合路电路的另一个输入端，如果第一测向接入电路和第二测向接入电路的增益不同，会造成a和b的幅值不同，影响测量结果的准确性，利用通道校准电路可以随时对第一测向接入电路和第二测向接入电路的增益进行校准。

校准原理为：控制电路控制第三压控振荡电路开启，第三压控振荡电路的输出接入校准源接口，校准源接口处的信号通过第三功分电路分配为两路信号，其中一路信号分别耦合到第一测向天线和第二测向天线，另一路信号耦合到第三测向天线和第四测向天线，这样第一测向天线和第二测向天线接收到两路完全相同的信号，测量第一合路电路的两路输入之间的误差，并修改第一测向电路和第二测向电路的增益，直到第一合路电路的两路输入之间的误差在合理的范围内；同理，第三测向天线和第四测向天线接收到两路完全相同的信号，测量第二合路电路的两路输入之间的误差，并修改第三测向电路和第四测向电路的增益，直到第二合路电路的两路输入之间的误差在合理的范围内。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明电路结构示意图；

图2为本发明中壳体和屏蔽层位置关系示意图；

图3为本发明测向原理示意图；

图4为本发明中第一测向电路原理图；

图5为本发明中第二测向电路原理图；

图6为本发明中第一变频电路和第二变频电路原理图；

图7为本发明中电源本振电路原理图；

图8为本发明中ad采样电路原理图；

图9本发明中控制电路原理图；

图10为本发明中电源电路原理图；

图中：1-第一测向电路，11-第一测向接入电路，111-第一测向天线，112-第一移相电路，1121-第一粗调电路，1122-第一细调电路，1123-第一移相输出电路，12-第二测向接入电路，121-第二测向天线，122-第一补偿电路，13-第一合路电路，2-第二测向电路，21-第三测向接入电路，211-第三测向天线，212-第二移相电路，2121-第二粗调移相电路，2122-第二细调移相电路，2123-第二移相输出电路，22-第四测向接入电路，221-第四测向天线，222-第二补偿电路，23-第二合路电路，3-第一变频电路，31-第一衰减电路，32-第一输入滤波电路，33-第一混频电路，34-第一输出滤波电路，35-第二衰减电路，36-第二输入滤波电路，37-第二混频电路，38-第二输出滤波电路，4-第二变频电路，41-第三衰减电路，42-第三输入滤波电路，43-第三混频电路，44-第三输出滤波电路，45-第四衰减电路，46-第四输入滤波电路，47-第四混频电路，48-第四输出滤波电路，5-ad采样电路，51-第一检波电路，52-第一差分放大电路，53-采样芯片，54-第二差分放大电路，55-第二检波电路，6-控制电路，61-fpga电路，62-单片机电路，63-第四端子，7-电源本振电路，71-第一电源本振电路，711-第一压控振荡电路，712-第一功分电路，72-第二电源本振电路，721-第二压控振荡电路，722-第二功分电路，73-第三电源本振电路，731-校准控制电路，732-第三压控振荡电路，733-第五衰减电路，8-电源电路，9-壳体，91-屏蔽层，10-通道校准电路，101-校准源接口，102-第三功分电路，103-微带线，104-第四功分电路，105-第二十八端子，106-第三十一端子，107-第五功分电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图10所示，包括

壳体9，

第一测向电路1，设置在壳体9内，第一测向电路1包括均与第一合路电路13连接的第一测向接入电路11和第二测向接入电路12，第一测向接入电路11包括依次连接的第一测向天线111和第一移相电路112，第二测向接入电路12包括第二测向天线121，第一移相电路112和第二测向天线121均与第一合路电路13连接，第一测向天线111和第二测向天线121之间的距离在目标信号波长的1/2以内，

ad采样电路5，输入与第一测向电路1输出连接，输出与控制电路6连接，

屏蔽层91，设置在壳体9上，且位于壳体9的一侧，用于屏蔽所述第一测向天线111和所述第二测向天线121所在的直线一侧的信号。

本发明信号精确定位装置在使用时，首先将第一测向天线111和第二测向天线121设置在水平方向，第一测向天线111、第二测向天线121、第一移相电路112、ad采样电路5和控制电路6相互配合工作，得到目标物在水平方向的方位角；然后将第一测向天线111和第二测向天线121设置在竖直方向，采用同样的方法，得到目标物在竖直方向的方位角；通过水平方向的方位角和竖直方向的方位角，可以得到目标物的精确方位角。

其中，屏蔽层91的设置，将来自本发明信号精确定位装置背面的信号屏蔽掉，从而将本发明信号精确定位装置背面的信号和正面的信号进行区分，当得到信号f的最小点和对应的移相角度时，对应得到目标物方位角的唯一值，实现快速准确的定位。

第一测向天线111和第二测向天线121均为射频天线模块，其大小为长度5cm左右的正方形，第一测向天线111和第二测向天线121之间的距离为第一测向天线111中心和第二测向天线121中心之间的距离，第一测向天线111和第二测向天线121之间的距离小于信号波长的1/2，与目标物与第一测向天线111之间的距离、目标物与第二测向天线121之间的距离相比，可以忽略不计，这样就可以保证第一测向天线111和第二测向天线121分别得到两路幅值相同，相位差在0～180°之间的信号。

进一步，还包括

第二测向电路2，设置在壳体9内，第二测向电路2包括均与第二合路电路23连接的第三测向接入电路21和第四测向接入电路22，第三测向接入电路21包括依次连接的第三测向天线211和第二移相电路212，第四测向接入电路22包括第四测向天线221，第二移相电路212和第四测向天线221均与第二合路电路23连接，第三测向天线211和第四测向天线221之间的距离在目标信号波长的1/2以内，

第一测向天线111和第二测向天线121所在的平面与第三测向天线211和第四测向天线221所在的平面相互垂直，

第二测向电路2与ad采样电路5连接，ad采样电路5还与控制电路6连接。

本发明中通过第一测向天线111、第二测向天线121、第一移相电路112、ad采样电路5和控制电路6的配合工作，得到目标物在水平方向的方位角；同时，第三测向天线211、第四测向天线221、第二移相电路212、ad采样电路5和控制电路6配合工作，得到目标物在竖直方向的方位角；通过水平方向的方位角和竖直方向的方位角，可以得到目标物的精确方位角，第一测向电路1和第二测向电路2两路同时测量，使本发明操作简单、实现方便快速的找到目标物。

第三测向天线211和第四测向天线221均为射频天线模块，其大小为长度5cm左右的正方形，第三测向天线211和第四测向天线221之间的距离为第三测向天线211中心和第四测向天线221中心之间的距离，第三测向天线211和第四测向天线221之间的距离小于信号波长的1/2，与目标物与第三测向天线211之间的距离、目标物与第四测向天线221之间的距离相比，可以忽略不计，这样就可以保证第三测向天线211和第四测向天线221分别得到两路幅值相同，相位差在0～180°之间的信号。

进一步，第一测向电路1和ad采样电路5之间通过第一变频电路3连接，第二测向电路2和ad采样电路5之间通过第二变频电路4连接，

第一变频电路3包括依次连接的第一输入滤波电路32、第一混频电路33、第一输出滤波电路34、第二输入滤波电路36、第二混频电路37和第二输出滤波电路38，第一混频电路33和第二混频电路37均与电源本振电路7连接，第一输入滤波电路32与第一合路电路13连接，

第二变频电路4包括依次连接的第三输入滤波电路42、第三混频电路43、第三输出滤波电路44、第四输入滤波电路46、第四混频电路47和第四输出滤波电路48，第三混频电路43和第四混频电路47均与电源本振电路7连接，第三输入滤波电路42与第二合路电路23连接。

本发明中第一变频电路3将第一测向电路1输出的信号频率进行转换，与ad采样电路5的采样频率相匹配，第二变频电路4将第二测向电路2输出的信号频率进行转换，与ad采样电路5的采样频率相匹配，保证采样结果的准确性，从而有利于提高计算结果的准确性。

本发明应用在td-lte制式的手机上时，第一变频电路3的输入信号的频率为1880～1920mhz，即中心频率为1900mhz，该信号为第一混频电路33的一路输入，第一混频电路33的另一路输入为电源本振电路7的输出，这里为3100mhz，第一混频电路33的输出为1200mhz3100mhz-1900mhz＝1200mhz，1900mhz的镜像干扰信号为4300mhz3100mhz+1200mhz＝4300mhz，4300mhz不在1880～1920mhz的范围内，因此第一输入滤波电路32可以将其滤除，避免镜像干扰信号进入后续电路，第一混频电路33除了输出1200mhz的信号外，还会输出5000hz的信号3100mhz+1900mhz＝5000mhz，第一输出滤波电路34用于滤除5000mhz的信号。

同理，第二混频电路37用于将1200mhz的信号变频为ad采样电路5能够识别的10.7mhz，第二输入滤波电路36用于对输入第二混频电路37的信号进行滤波，避免镜像干扰进入第二混频电路37，第二输出滤波电路38用于对第二混频电路37的输出进行滤波。

本发明中第一变频电路3采用两级混频电路对第一测向线路输出信号变频，第二变频电路4采用两级混频电路对第二测向线路输出信号的变频，实现与ad采样电路5的工作频率相匹配，同时，将镜像干扰信号有效的滤除，避免了干扰信号带来的测量结果的误差。

进一步，第一移相电路112包括均与第一移相输出电路1123连接的第一粗调移相电路1121和第一细调移相电路1122，第一粗调移相电路1121还与第一测向天线111连接，第一粗调移相电路1121和第一细调移相电路1122还与控制电路6连接，第一移相输出电路1123与第一合路电路13连接，

第二移相电路212包括均与第二移相输出电路2123连接的第二粗调移相电路2121和第二细调移相电路2122，第二粗调移相电路2121还与第二测向天线121连接，第二粗调移相电路2121和第二细调移相电路2122还与控制电路6连接，第二移相输出电路2123与第二合路电路23连接。

本发明中将第一粗调移相电路1121的输出作为第一移相输出电路1123的移相指令、第一细调移相电路1122的输出作为第一移相输出电路1123的偏置指令，实现水平第一测向接入电路11移相角度的调节。其中，第一粗调移相电路1121采用四位数控移相器，移相步进为22.5°，第一细调移相电路1122移相范围为1～30°，移相步进为1°，测量时，先调节第一粗调移相电路1121的移相角度，找到两路信号之和f的最小点的大致范围，然后调节第一细调移相器，找到两路信号之和f的最小点的精确值，并记录对应的移相角度。本发明中第一移相电路112采用第一粗调移相电路1121和第一细调移相电路1122相结合的方式，能够实现快速准确的测量。

同理，第二粗调移相电路2121的输出作为第二移相输出电路2123的移相指令、第二细调移相电路2122的输出作为第二移相输出电路2123的偏置指令，实现第二测向接入电路12移相角度的调节。其中，第二粗调移相电路2121采用四位数控移相器，移相步进为22.5°，第二细调移相电路2122移相范围为1～30°，移相步进为1°，测量时，先调节第二粗调移相电路2121的移相角度，找到两路信号之和f的最小点的大致范围，然后调节第二细调移相器，找到两路信号之和f的最小点的精确值，并记录对应的移相角度。本发明中第二移相电路212采用第二粗调移相电路2121和第二细调移相电路2122相结合的方式，能够实现快速准确的测量。

进一步，电源本振电路7包括均与控制电路6连接的第一电源本振电路71和第二电源本振电路72，

第一电源本振电路71包括依次连接的第一压控振荡电路711和第一功分电路712，第一压控振荡电路711与控制电路6连接，第一混频电路33和第三混频电路43均与第一功分电路712连接，

第二电源本振电路72包括依次连接的第二压控振荡电路721和第二功分电路722，第二压控振荡电路721与控制电路6连接，第二混频电路37和第四混频电路47均与第二功分电路722连接。

本发明中控制电路6控制第一压控振荡电路711输出对应的本振信号，并通过第一功分电路712分配为两路相同的本振信号，分别输入到第一混频电路33和第三混频电路43，实现第一级变频；控制电路6控制第二压控振荡电路721输出对应的本振信号，并通过第二功分电路722分配为两路相同的本振信号，分别输入到第二混频电路37和第四混频电路47，实现第二级变频。

进一步，第一合路电路13和第一输入滤波电路32之间通过第一衰减电路31连接，第一输出滤波电路34和第二输入滤波电路36之间通过第二衰减电路35连接，

第二合路电路23和第三输入滤波电路42之间通过第三衰减电路41连接，第三输出滤波电路44和第四输入滤波电路46之间通过第四衰减电路45连接，

第一衰减电路31、第二衰减电路35、第三衰减电路41和第四衰减电路45均与控制电路6连接。

为保证电路中的信号强度，从而提高测量精度，在第一变频电路3和第二变频电路4中均使用了放大器，但是当目标物距离本发明较近时，本发明接收到的信号幅值较大，大幅值的信号容易造成放大器饱和，从而影响测量结果的准确性。在第一合路电路13和第一输入滤波电路32之间设置第一衰减电路31、在第二输出滤波电路38和第二输入滤波电路36之间设置第二衰减电路35、在第二合路电路23和第三输入滤波电路42之间设置第三衰减电路41、在第四输出滤波电路48和第四输入滤波电路46之间设置第四衰减电路45、且第一衰减电路31、第二衰减电路35、第三衰减电路41和第四衰减电路45均与控制电路6连接，控制器可以根据需要控制第一衰减电路31、第二衰减电路35、第三衰减电路41和第四衰减电路45的开启或关闭，保证电路中的信号强度在一个理想的范围，有利于提高信号测量精度。

进一步，ad采样电路5包括均与采样芯片53连接的第一检波电路51和第二检波电路55，第一检波电路51通过第一差分放大电路52与采样芯片53连接，第二检波电路55通过第二差分放大电路54与采样芯片53连接，第一差分电路和第二差分电路均采用单端-差分转换电路，采样芯片53与控制电路6连接。

第一检波电路51用于将第一变频电路3的输出信号转换为ad采样芯片53能够识别的信号，实现目标物在水平方向方位角的测量，第二检波电路55用于将第二变频电路4的输出信号转换为ad采样芯片53能够识别的信号，实现目标物在竖直方向方位角的测量。ad采样芯片53采用差分输入、双通道的ad芯片，实现水平方向和竖直方向信号的同时采样，提高了测量的便利性；同时差分输入的方式，有利于抑制干扰信号，从而确保测量的精确度。

第一检波电路51的输出为单路，第一差分放大电路52用于将第一检波电路51的单路输出转换为差分输出，与ad采样芯片53的差分输入相匹配；第二检波电路55的输出为单路，第二差分放大电路54用于将第二检波电路55的单路输出转换为差分输出，与ad采样芯片53的差分输入相匹配。

进一步，控制电路6包括相互连接的单片机电路62和fpga电路61，fpga电路61与第一测向电路1、第二测向电路2、第一变频电路3、第二变频电路4、电源本振电路7和ad采样电路5均连接，fpga电路61还与第四端子63连接。

本发明中控制电路6采用单片机电路62和fpga电路61相互协作的方式，fpga电路61通过第四端子63与外部控制器连接，并与第一测向电路1、第二测向电路2、第一变频电路3、第二变频电路4、电源本振电路7和ad采样电路5均连接，用于向外部控制器反馈ad采样电路5的采样结果，外部控制器根据采样结果向fpga电路61发送控制信号，fpga控制第一测向电路1、第二测向电路2、第一变频电路3、第二变频电路4和电源本振电路7的工作。

fpga电路61运行速度快，有利于提高信号之间的传输速度，单片机的运算能力强，对于外部控制器下发的复杂控制指令，可以先由单片机进行解析，然后发送给fpga执行，这样的设计，充分利用了fpga和单片机的优势，有利于信号的快速准确传输。

进一步，第二测向天线121与第一合路电路13之间通过第一补偿电路122连接，第四测向天线221与第二合路电路23之间通过第二补偿电路222连接。

第一测向天线111接收到的目标信号和第二测向天线121接收到的目标信号为两路幅值相等、相位不同的信号a和b，a经第一测向接入电路11输入到第一合路电路13的一个输入端，b经第二测向接入电路12输入到第一合路电路13的另一个输入端，其中，第一测向接入电路11中设置有第一移相电路112，会造成第一测向接入电路11和第二测向接入电路12的增益不同，从而造成a和b的幅值不同，影响测量结果的准确性，在第二测向天线121和第一合路电路13之间设置第一补偿电路122，用于对第一移相电路112带来的误差进行补偿，确保第一测向接入电路11和第二测向接入电路12的增益相同。

同理，在第四测向天线221和第二合路电路23之间设置第二补偿电路222，用于对第二移相电路212带来的误差进行补偿，确保第三测向接入电路21和第四测向接入电路22的增益相同。

进一步，还包括通道校准电路10，通道校准电路10包括依次连接的校准源接口101和第三功分电路102，第三功分电路102的两路输出分别接入第四功分电路104和第二十八端子105，所述第二十八端子105依次与第三十一端子106和第五功分电路107连接，当进行通道校准时，所述第四功分电路104的两路输出通过微带线分别耦合到第三测向天线211和第四测向天线221，所述第五功分电路107的两路输出通过微带线分别耦合到第一测向天线111和第二测向天线121，

校准源接口101与第三电源本振电路73连接，第三电源本振电路73包括依次连接的校准控制电路6、第三压控振荡电路732和第五衰减电路733，校准控制电路6与控制电路6连接，第五衰减电路733与校准源接口101连接。

第一测向天线111接收到的目标信号和第二测向天线121接收到的目标信号为两路幅值相等、相位不同的信号a和b，a经第一测向接入电路11输入到第一合路电路13的一个输入端，b经第二测向接入电路12输入到第一合路电路13的另一个输入端，如果第一测向接入电路11和第二测向接入电路12的增益不同，会造成a和b的幅值不同，影响测量结果的准确性，利用通道校准电路10可以随时对第一测向接入电路11和第二测向接入电路12的增益进行校准。

校准原理为：控制电路6控制第三压控振荡电路732开启，第三压控振荡电路732的输出接入校准源接口101，校准源接口101处的信号通过第三功分电路102分配为两路信号，其中一路信号分别耦合到第一测向天线111和第二测向天线121，另一路信号耦合到第三测向天线211和第四测向天线221，这样第一测向天线111和第二测向天线121接收到两路完全相同的信号，测量第一合路电路13的两路输入之间的误差，并修改第一测向电路1和第二测向电路2的增益，直到第一合路电路13的两路输入之间的误差在合理的范围内；同理，第三测向天线211和第四测向天线221接收到两路完全相同的信号，测量第二合路电路23的两路输入之间的误差，并修改第三测向电路和第四测向电路的增益，直到第二合路电路23的两路输入之间的误差在合理的范围内。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。