[發(fā)明專利]無人機(jī)載天線陣列的波束對準(zhǔn)方法、系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110444004.9
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113329416B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李斌;陶藝文;趙成林;許方敏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W16/28
• 分類號: H04W16/28;H04B7/06;H01Q1/28;H01Q21/00;B64C39/02
• 代理公司: 北京風(fēng)雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 孫曉鳳

1.一種無人機(jī)載天線陣列的波束對準(zhǔn)方法，包括：

基于第一無人機(jī)、第二無人機(jī)在目標(biāo)校準(zhǔn)時(shí)刻t之前的至少一個(gè)估計(jì)位置，預(yù)測所述第一無人機(jī)、第二無人機(jī)在t時(shí)刻的第一位置；

基于所述第一位置，確定所述第一無人機(jī)的第一波束發(fā)射角度和第二無人機(jī)的第二波束發(fā)射角度；

分別按照所述第一波束發(fā)射角度和所述第二波束發(fā)射角度來調(diào)整所述第一無人機(jī)的波束方向和所述第二無人機(jī)的波束方向，以進(jìn)行第一次波束對準(zhǔn)，并在所述第一次波束對準(zhǔn)后測量所述第一無人機(jī)、所述第二無人機(jī)接收對方信號的第一功率；

基于所述第一位置和所述第一功率，分別將所述第一無人機(jī)和所述第二無人機(jī)的所述第一位置更新為第二位置；

基于所述第二位置，確定所述第一無人機(jī)的第三波束發(fā)射角度和所述第二無人機(jī)的第四波束發(fā)射角度；

分別按照所述第三波束發(fā)射角度和所述第四波束發(fā)射角度來調(diào)整所述第一無人機(jī)的波束方向和所述第二無人機(jī)的波束方向，以進(jìn)行第二次波束對準(zhǔn)，并在所述第二次波束對準(zhǔn)后測量所述第二無人機(jī)、所述第一無人機(jī)接收對方信號的第二功率；

根據(jù)所述第一波束發(fā)射角度、所述第二波束發(fā)射角度、所述第一功率、所述第三波束發(fā)射角度、所述第四波束發(fā)射角度和所述第二功率，計(jì)算在t時(shí)刻所述第一無人機(jī)、所述第二無人機(jī)所在的目標(biāo)角度，并按照所述目標(biāo)角度調(diào)整所述第一無人機(jī)、所述第二無人機(jī)的波束方向，以進(jìn)行第三次波束對準(zhǔn)；

所述目標(biāo)角度的計(jì)算公式如下：

其中，表示目標(biāo)角度，表示第四波束發(fā)射角度，表示第三波束發(fā)射角度，表示第二波束發(fā)射角度，表示第一波束發(fā)射角度，表示第一功率，表示第二功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，基于第一無人機(jī)、第二無人機(jī)在目標(biāo)校準(zhǔn)時(shí)刻t之前的至少一個(gè)估計(jì)位置，預(yù)測所述第一無人機(jī)、第二無人機(jī)在t時(shí)刻的第一位置包括：

基于所述第一無人機(jī)、所述第二無人機(jī)在t時(shí)刻之前的第一校準(zhǔn)時(shí)刻t-1和第二校準(zhǔn)時(shí)刻t-2的各自估計(jì)位置，估算所述第一無人機(jī)、所述第二無人機(jī)在t時(shí)刻的速度；

根據(jù)所述速度和所述第一無人機(jī)、所述第二無人機(jī)在t-1時(shí)刻的估計(jì)位置，預(yù)測所述第一無人機(jī)、所述第二無人機(jī)的所述第一位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，

所述第一功率與所述第一無人機(jī)的由波束偏離引入的第二損耗和所述第二無人機(jī)的由波束偏離引入的第一損耗有關(guān)；

所述第二功率與所述第一無人機(jī)的由波束偏離引入的第六損耗和所述第二無人機(jī)的由波束偏離引入的第五損耗有關(guān)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述將所述第一無人機(jī)和所述第二無人機(jī)的所述第一位置更新為第二位置包括：

通過序貫算法，分別將所述第一無人機(jī)、所述第二無人機(jī)的所述第一位置更新為所述第二位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，

所述序貫算法包括基于粒子濾波的后驗(yàn)概率分布算法，其中，用粒子的狀態(tài)來模擬所述第一無人機(jī)或所述第二無人機(jī)的實(shí)時(shí)位置。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，

基于序貫重要性采樣SIS函數(shù)來更新所述粒子的狀態(tài)，其中，采用所述第一無人機(jī)或所述第二無人機(jī)的位置狀態(tài)的一步轉(zhuǎn)移概率分布作為所述粒子的SIS函數(shù)；

基于所述第一功率的似然函數(shù)來更新所述粒子的權(quán)重。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無人機(jī)載天線陣列工作于毫米波段。