[發(fā)明專利]一種定向天線全自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410361053.6
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN104143693A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李焱;黃鋒;王巍巍;周曉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李焱
• 主分類號(hào): H01Q3/00
• 分類號(hào): H01Q3/00;H01Q3/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種定向天線全自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置及方法，屬于無線通信技術(shù)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的定向天線對(duì)準(zhǔn)有如下幾種方法：計(jì)算方位角和俯仰角然后根據(jù)羅盤指向進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)、根據(jù)接收功率調(diào)整天線角度和俯仰角進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)、利用全向天線協(xié)助進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。現(xiàn)有的幾種方法可單獨(dú)使用或者結(jié)合使用，以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)或者半自動(dòng)進(jìn)行定向天線對(duì)準(zhǔn)，但目前尚無實(shí)現(xiàn)根據(jù)需對(duì)準(zhǔn)的定向天線位置進(jìn)行全自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的方法。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種定向天線全自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置及方法，以節(jié)省定向天線對(duì)準(zhǔn)耗費(fèi)的人力，并且提高對(duì)準(zhǔn)精度。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種定向天線全自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，包括感應(yīng)模塊、可靠通信模塊、自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置、定向天線和自動(dòng)控制模塊；

所述感應(yīng)模塊，用于獲取己側(cè)定向天線的方位信息和高度信息；

所述可靠通信模塊，用于交互己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線的方位信息、高度信息、發(fā)射功率、接收增益、微調(diào)后的實(shí)際最大接收功率和對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)信息；

所述自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置，用于對(duì)己側(cè)定向天線進(jìn)行角度和俯仰角的調(diào)整和微調(diào)；

所述定向天線，己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線交互無線通信信息；

所述自動(dòng)控制模塊，作為己側(cè)的中心控制和處理模塊，接收己側(cè)感應(yīng)模塊的獲取信息和己側(cè)可靠通信模塊的交互信息、計(jì)算己側(cè)定向天線的調(diào)整角度和俯仰角，控制己側(cè)自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置對(duì)定向天線進(jìn)行調(diào)整，預(yù)估調(diào)整后的定向天線接收功率范圍，控制自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置對(duì)定向天線進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)天線精準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)。

優(yōu)選的，所述感應(yīng)模塊包括GPS單元和高度計(jì)，所述可靠通信模塊為GSM網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)或衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，所述自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置包括電子羅盤、指北針和云臺(tái)。

優(yōu)選的，所述感應(yīng)模塊獲取的己側(cè)定向天線的方位信息和高度信息，包括經(jīng)緯度、海拔、天線高度。

一種定向天線全自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)方法，首先，根據(jù)己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線的方位信息和高度信息，查詢地形數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線之間的通信鏈路地形剖面信息，根據(jù)通信鏈路地形剖面信息計(jì)算通信鏈路衰減；然后，根據(jù)己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線的方位信息和高度信息，計(jì)算己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線初始的調(diào)整角度和俯仰角，初步調(diào)整己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線；接著，結(jié)合通信鏈路衰減，設(shè)定己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線的初始發(fā)射功率和接收增益，計(jì)算接收功率范圍；接著，在定向天線微調(diào)范圍內(nèi)分別對(duì)對(duì)己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線進(jìn)行微調(diào)，直至找到各自實(shí)際接收功率最大的位置；最后分別判斷己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線的實(shí)際接收功率最大值是否在各自的接收功率范圍內(nèi)，若不在則發(fā)出報(bào)警信息，若在則完成天線對(duì)準(zhǔn)。

上述方法中，在進(jìn)行微調(diào)時(shí)，首先對(duì)己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線的接收功率范圍上限進(jìn)行比較，對(duì)接收功率范圍上限大的一方定向天線先進(jìn)行天線微調(diào)，微調(diào)完成后再對(duì)另一方定向天線進(jìn)行微調(diào)。

上述方法，具體包括如下步驟：

(1)根據(jù)感應(yīng)模塊中的GPS單元獲得定向天線的方位信息，包括經(jīng)緯度和海拔；根據(jù)感應(yīng)模塊中的高度計(jì)獲得定向天線的高度信息，包括天線高度；

(2)自動(dòng)控制模塊結(jié)合己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線的方位信息和高度信息，從地形數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線之間的通信鏈路地形剖面信息，根據(jù)通信鏈路地形剖面信息計(jì)算無線通信鏈路衰減；

(3)自動(dòng)控制模塊結(jié)合己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線的方位信息和高度信息，計(jì)算定向天線初始的調(diào)整角度和俯仰角，控制自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)裝置對(duì)定向天線進(jìn)行初步調(diào)整；

(4)根據(jù)無線通信鏈路衰減信息，設(shè)定己側(cè)定向天線的初始發(fā)射功率和接收增益；結(jié)合對(duì)側(cè)定向天線的初始發(fā)射功率和接收增益，自動(dòng)控制模塊估算出己側(cè)定向天線的接收功率范圍；

(5)對(duì)己側(cè)定向天線和對(duì)側(cè)定向天線的接收功率范圍上限進(jìn)行比較，對(duì)接收功率范圍上限大的一方定向天線先進(jìn)行天線微調(diào)，微調(diào)完成后再對(duì)另一方定向天線進(jìn)行微調(diào)；在后微調(diào)的定向天線接收到在先微調(diào)的定向天線的實(shí)際接收功率的最大值后，開始微調(diào)；在先微調(diào)的定向天線接收到在后微調(diào)的定向天線的實(shí)際接收功率的最大值后，確認(rèn)定向天線的對(duì)準(zhǔn)完成；微調(diào)具體包括如下步驟：

(51)定向天線接收無線信號(hào)，得到RSSI值；

(52)根據(jù)RSSI值計(jì)算定向天線的實(shí)際接收功率；