[發明專利]一種智能電控天線陣列控制系統及方法

有效

• 申請號: 201611034049.4
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN108092004B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 李慧來;王湘寅;趙丕揚;司運梅;韓天昊
• 申請（專利權）人: 北京環佳通信技術有限公司
• 主分類號: H01Q3/24
• 分類號: H01Q3/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種智能電控天線陣列控制系統及方法，涉及無線通信的技術領域，解決了天線陣列控制系統的天線通信距離短或者系統運算復雜以及實時性能差的問題。該智能電控天線陣列控制系統，包括天線陣列、GPS/BD板卡、電子羅盤、控制終端和控制邏輯板；天線陣列6個偶極子天線扇面組成，每個扇面的天線能被獨立控制；GPS/BD板卡用于提供本地定位信息；電子羅盤用于提供本地姿態信息；控制終端用于傳輸用戶輸入的控制數據并顯示天線當前狀態；控制邏輯板由控制芯片為FPGA、存儲器，串口控制接口芯片及驅動天線的接口組成。本發明能夠根據目標所在位置或區域進行自動計算，并控制開啟或關閉天線陣列各扇面，并且能夠根據天線所在位置的進行磁偏角補償。

技術領域

本發明涉及無線通信的技術領域，具體涉及一種智能電控天線陣列控制系統及方法。

背景技術

隨著通信技術的不斷發展，近年對天線的要求也越來越高。新一代移動通信對天線提出了特殊要求：除了要求天線具有體積小，重量輕，剖面低，帶寬寬，效率高等一般特點外。還要求天線作為一個系統有較強的方向圖控制能力，目標跟蹤能力及較高的實時性能。要求天線與其它平臺易于綜合并能建立一個復雜的電磁結構，要求天線能在不確定的時間和地點的變化環境中工作。

現有的大多數發射天線為全向天線。若對單一用戶或位置相對集中的用戶傳輸信號，則天線的功率和信號強度大部分消耗在傳輸中，犧牲了傳輸距離。若開啟定向模式，則無法自動切換天線陣列扇區，對已知的目標進行跟蹤，從而使得目標用戶必須在定向模式覆蓋的范圍內才能接收到信號，若發射機載體進行快速移動，回轉，側傾等情況時，有可能造成信號丟失，無法通信。在某些陣列天線系統中(如相控陣天線陣列)控制系統能根據陣列天線陣元接收到的信號或天線發出的定位信號，獲得通信目標的位置。但此類天線需要較多的陣元數提供接收信號的信息，運用較復雜的運算才能完成目標估計。對系統硬件處理平臺有這較高的要求，系統比較復雜，成本較高。

發明內容

本發明實施例提供了一種智能電控天線陣列控制系統及方法，為了解決現有技術中的天線陣列控制系統的天線通信距離短或者系統運算復雜以及實時性能差的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的實施例采用如下技術方案：

一種智能電控天線陣列控制系統，包括天線陣列、GPS/BD板卡、電子羅盤、控制終端和控制邏輯板；所述天線陣列6個偶極子天線扇面組成，每個扇面的天線能被獨立控制；所述GPS/BD板卡包括GPS一個或多個頻點以及北斗一個或多個頻點，用于提供本地定位信息；所述電子羅盤采用3軸磁力計和3軸加速度計，用于提供本地姿態信息；所述控制終端用于傳輸用戶輸入的控制數據并顯示天線當前狀態；所述控制邏輯板由控制芯片為FPGA、存儲器，串口控制接口芯片及驅動天線的接口組成，包括算法模塊、邏輯控制模塊、通信接口模塊、GPS/BD控制模塊、羅盤控制模塊和存儲模塊。

其中，所述算法模塊用于采用經緯度解算目標位置信息，采用衛星信噪比計算GPS/BD信號強度信息，采用全球磁場模型解算本地磁偏角，并將計算結果傳送給邏輯控制模塊；當收到所述邏輯控制模塊磁偏角補償命令時，調用磁偏角補償子函數，根據解算固化在存儲器中的全球磁場模型的值進行磁偏角補償。

優選地，所述邏輯控制模塊將天線陣列的狀態實時地傳送給控制終端用于顯示；將根據算法模塊實時計算的結果，打開或關閉相應的天線扇面，用于形成始終對準目標的射頻波束；將算法模塊計算的數據或用戶數據存儲在存儲器中；所述邏輯控制模塊還將根據程序設定自動發送磁偏角補償命令給算法模塊，通知其進行磁偏角補償，并校準計算結果。

為了解決上述技術問題，本發明的實施例還提供了一種智能電控天線陣列控制方法，應用所述智能電控天線陣列控制系統，具體包括如下步驟：

101：程序上電初始化后，算法模塊檢測GPS/BD數據、電子羅盤數據以及邏輯控制數據是否有效，若有效則將其數據轉換為可計算的浮點類型，否則，繼續檢測；