[發(fā)明專利]一種毫米波天線對(duì)中方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410403366.3
• 申請(qǐng)日: 2014-08-15
• 公開（公告）號(hào): CN104269645B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐猛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q3/08
• 分類號(hào): H01Q3/08
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙)51227
• 代理人: 李玉興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信天線空間目標(biāo)搜尋、定位及天線姿態(tài)調(diào)整及運(yùn)動(dòng)伺服系統(tǒng)技術(shù)，具體涉及一種毫米波天線對(duì)中方法。?

背景技術(shù)

作為一種新型的軍用通信手段，毫米波作為戰(zhàn)場(chǎng)通信一種手段，目前在國(guó)內(nèi)正處于起步階段，而對(duì)毫米波天線在使用時(shí)的調(diào)整方法研究和應(yīng)用上，目前的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)手段是：在隨機(jī)情況下，通信設(shè)備的兩天線的軸線一般位于兩個(gè)不同的平面內(nèi)，故天線對(duì)準(zhǔn)實(shí)際上是一個(gè)較復(fù)雜的空間收索問(wèn)題。從天線軸線在兩正交平面(方位平面和俯仰平面)內(nèi)的投影可以看出，只要分別在方位和俯仰面內(nèi)調(diào)整即可將兩天線對(duì)準(zhǔn)。這種調(diào)整方法將空間收索轉(zhuǎn)換成兩個(gè)簡(jiǎn)單的水平和垂直面收索，可以簡(jiǎn)化收索控制算法。目前所采用的方法是：天線可以先實(shí)現(xiàn)方位對(duì)準(zhǔn)，然后再調(diào)俯仰指向，實(shí)現(xiàn)兩天線的完全對(duì)中。?

對(duì)中系統(tǒng)中需要多種參數(shù)和數(shù)據(jù)，如通信站點(diǎn)天線位置數(shù)據(jù)(經(jīng)緯度)，天線朝向方位角度數(shù)據(jù)，天線基準(zhǔn)水平位置等。獲取參數(shù)方法是：1)采用GPS(或軍用地圖或北斗系統(tǒng))來(lái)標(biāo)示兩個(gè)天線的具體地理位置(也包括高度信息)；2)采用磁羅盤來(lái)檢測(cè)并標(biāo)示天線的朝向；3)采用三軸加速度傳感器來(lái)檢測(cè)天線俯仰及水平角度。這些參數(shù)的獲得，都不可避免地存在一定的誤差，當(dāng)誤差在一定程度時(shí)，要在依賴這些數(shù)據(jù)進(jìn)行天線對(duì)中就可能存在一些問(wèn)題。而在這幾種數(shù)據(jù)中，天線朝向的方位數(shù)據(jù)存在的誤差最大。?

為了實(shí)現(xiàn)天線的對(duì)中，在兩個(gè)天線實(shí)現(xiàn)對(duì)中進(jìn)行通信之前，需要這兩個(gè)天線的上述3類數(shù)據(jù)必須在兩站點(diǎn)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，這就需要通過(guò)其他通信手段來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，如通常所采用的是通過(guò)無(wú)線對(duì)講裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，再獲得對(duì)方的數(shù)據(jù)后，通過(guò)輸入這些參數(shù)到天線對(duì)中姿態(tài)調(diào)整控制器中，從而使得驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)天線朝向和俯仰進(jìn)行調(diào)節(jié)。從理論上來(lái)講，該對(duì)中原理是可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)天線的對(duì)中并建立通信鏈路。但一個(gè)實(shí)際問(wèn)題不得不面對(duì)，那就是當(dāng)采用這樣方式，發(fā)現(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用中，兩天線的方位指向誤差一般較大，其主要原因在于天線朝向的檢查手段依賴于磁阻傳感器，而磁阻傳感器受外界磁場(chǎng)的影響較大，從而影響一定的偏差，再由于毫米波的波瓣小，一般只有3°左右，一旦天線朝向誤差較大，采用這樣的方法就難于實(shí)現(xiàn)天線的對(duì)中。同時(shí)，站點(diǎn)位置誤差也在一定程度上存?在。因此目前采用的天線對(duì)中方法并不適用于毫米波天線對(duì)中使用。?

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種僅依賴單點(diǎn)站點(diǎn)位置信息，并采用兩天線差速旋轉(zhuǎn)方式來(lái)進(jìn)行天線定位，使得兩天線之間在不用全面交換雙方位置數(shù)據(jù)的情況下，在不用借助磁偏角數(shù)據(jù)的情況下、實(shí)現(xiàn)兩天線的定位和朝向姿態(tài)調(diào)整。?

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種毫米波天線對(duì)中方法，其特征在于，包括以下步驟：?

a.對(duì)采用毫米波進(jìn)行通信的通信站點(diǎn)，將在通信過(guò)程中位置固定的站點(diǎn)定義為主站點(diǎn)，位置實(shí)時(shí)發(fā)生變化的站點(diǎn)定義為從站點(diǎn)；其中，主站點(diǎn)的天線初始保持垂直于水平面；從站點(diǎn)中保存有主站點(diǎn)地理位置信息，所述主站點(diǎn)地理位置信息至少包括主站點(diǎn)經(jīng)度、主站點(diǎn)緯度和主站點(diǎn)高度；?

b.從站點(diǎn)位置移動(dòng)后，實(shí)時(shí)檢測(cè)從站點(diǎn)地理位置信息；所述從站點(diǎn)地理位置信息至少包括從站點(diǎn)經(jīng)度、從站點(diǎn)緯度和從站點(diǎn)高度；?

c.根據(jù)檢測(cè)到的從站點(diǎn)地理位置信息和保存的主站點(diǎn)地理位置信息，獲取兩個(gè)站點(diǎn)之間的高度差和空間距離，并根據(jù)高度差和空間距離獲得兩站點(diǎn)之間的連線和水平線之間的角度a°；調(diào)節(jié)從站點(diǎn)的俯仰角度為a°；?

d.控制從站點(diǎn)天線在水平方向上勻速旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度為單位時(shí)間內(nèi)n轉(zhuǎn)，其天線在俯仰方向上保持俯仰角度為a°；在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，從站點(diǎn)處于發(fā)送信息狀態(tài)，其發(fā)射內(nèi)容包含從站點(diǎn)的地理位置信息；?

e.控制主站點(diǎn)天線在俯仰角度為0°的條件下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)方向與從站點(diǎn)天線旋轉(zhuǎn)方向一致，其旋轉(zhuǎn)速度為單位時(shí)間內(nèi)為n-1轉(zhuǎn)；在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，主站點(diǎn)處于信息接收狀態(tài)；重復(fù)步驟e直到主站點(diǎn)接收到從站點(diǎn)發(fā)送的信息；?

f.主站點(diǎn)接收到從站點(diǎn)發(fā)送的信息后，獲取從站點(diǎn)地理位置信息，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)角度確定從站點(diǎn)天線所在的方位朝向，同時(shí)根據(jù)從站點(diǎn)地理位置信息調(diào)整主站點(diǎn)天線的朝向和俯仰角度從而將主站點(diǎn)天線位置進(jìn)行固定，主站點(diǎn)天線位置固定后發(fā)送握手信號(hào)；?

g.從站點(diǎn)在主站點(diǎn)位置固定后繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，并在下一個(gè)旋轉(zhuǎn)的周期內(nèi)，根據(jù)接收到的主站?點(diǎn)發(fā)送的握手信號(hào)以及主站點(diǎn)的地理位置信息，判斷出自身的天線朝向，停止旋轉(zhuǎn)并將天線方位調(diào)整到指向主站點(diǎn)天線位置，實(shí)現(xiàn)主從站點(diǎn)天線對(duì)中。?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：?