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近年来，人们对在室内环境中使用低成本无电池标签定位物体和人员的兴趣日益浓厚，以便在物流、零售、安防等不同领域实现多种应用 [1]。UHF Gen.2 射频识别 (RFID) 标准技术是目前最流行的物品识别解决方案。不幸的是，它在设计时考虑了识别而非定位，因此商业读取器只能获得粗略的位置信息。已经提出了一些方法来提高定位精度 [2]，但它们通常在恶劣的传播环境中不可靠或需要读取器端昂贵的硬件（例如，大型天线阵列）。与此同时，一些新的实时定位系统 (RTLS) 应运而生，通过采用超宽带 (UWB) 信号并利用其精细的时间分辨能力提供高精度定位 [3]。然而，当前基于 UWB 的定位系统使用的有源标签电流消耗大于 50 mA，这与能量收集或无线电力传输技术的利用不兼容，因此不可避免地需要电池或极低占空比操作 [4]。最近，遵循与标准 Gen.2 RFID 系统相同的反向散射原理，已经提出了一些解决方案，以实现与 UWB 反向散射信号一起工作的无电池标签，在定位精度方面取得了有趣的结果（约 5-15 厘米）[5]–[12]。尽管基于反向散射的架构在低复杂度和低功耗方面具有良好的特性，但它存在强大的链路预算（由于反射信号导致的双向链路）问题，再加上 UWB 频段非常保守的监管功率发射限制，将其应用限制在非常短距离的场景中（覆盖范围 < 10 米）[13]。本文介绍了一种使用无电池标签的 RTLS，它能够通过使用节能的 UWB 脉冲发生器将范围扩大到 10 米以上。在描述了系统的主要功能块之后，报告了实验结果。该系统是在欧洲航天局 (ESA) 资助的“LOST”（通过 RF 标签定位太空物体）项目内开发的。LOST 的目的是研究合适的技术来定位部署或漂浮在国际空间站或未来空间站内的物体。这种“室内”空间应用旨在跟踪环境中存在的每个带标签的物体，以避免潜在的危险情况，并使宇航员不会浪费极其宝贵的时间寻找丢失的工具。
适用于空间应用的超宽带无电池定位系统
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