[发明专利]一种毫米波天线对中方法

说明书

技术领域

本发明属于通信天线空间目标搜寻、定位及天线姿态调整及运动伺服系统技术，具体涉及一种毫米波天线对中方法。 

背景技术

作为一种新型的军用通信手段，毫米波作为战场通信一种手段，目前在国内正处于起步阶段，而对毫米波天线在使用时的调整方法研究和应用上，目前的设计思想和实现手段是：在随机情况下，通信设备的两天线的轴线一般位于两个不同的平面内，故天线对准实际上是一个较复杂的空间收索问题。从天线轴线在两正交平面(方位平面和俯仰平面)内的投影可以看出，只要分别在方位和俯仰面内调整即可将两天线对准。这种调整方法将空间收索转换成两个简单的水平和垂直面收索，可以简化收索控制算法。目前所采用的方法是：天线可以先实现方位对准，然后再调俯仰指向，实现两天线的完全对中。 

对中系统中需要多种参数和数据，如通信站点天线位置数据(经纬度)，天线朝向方位角度数据，天线基准水平位置等。获取参数方法是：1)采用GPS(或军用地图或北斗系统)来标示两个天线的具体地理位置(也包括高度信息)；2)采用磁罗盘来检测并标示天线的朝向；3)采用三轴加速度传感器来检测天线俯仰及水平角度。这些参数的获得，都不可避免地存在一定的误差，当误差在一定程度时，要在依赖这些数据进行天线对中就可能存在一些问题。而在这几种数据中，天线朝向的方位数据存在的误差最大。 

为了实现天线的对中，在两个天线实现对中进行通信之前，需要这两个天线的上述3类数据必须在两站点之间进行数据交换，这就需要通过其他通信手段来进行数据传输，如通常所采用的是通过无线对讲装置进行数据交换，再获得对方的数据后，通过输入这些参数到天线对中姿态调整控制器中，从而使得驱动系统在这些数据的基础上对天线朝向和俯仰进行调节。从理论上来讲，该对中原理是可以实现两个天线的对中并建立通信链路。但一个实际问题不得不面对，那就是当采用这样方式，发现在实际应用中，两天线的方位指向误差一般较大，其主要原因在于天线朝向的检查手段依赖于磁阻传感器，而磁阻传感器受外界磁场的影响较大，从而影响一定的偏差，再由于毫米波的波瓣小，一般只有3°左右，一旦天线朝向误差较大，采用这样的方法就难于实现天线的对中。同时，站点位置误差也在一定程度上存 在。因此目前采用的天线对中方法并不适用于毫米波天线对中使用。 

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出一种仅依赖单点站点位置信息，并采用两天线差速旋转方式来进行天线定位，使得两天线之间在不用全面交换双方位置数据的情况下，在不用借助磁偏角数据的情况下、实现两天线的定位和朝向姿态调整。 

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种毫米波天线对中方法，其特征在于，包括以下步骤： 

a.对采用毫米波进行通信的通信站点，将在通信过程中位置固定的站点定义为主站点，位置实时发生变化的站点定义为从站点；其中，主站点的天线初始保持垂直于水平面；从站点中保存有主站点地理位置信息，所述主站点地理位置信息至少包括主站点经度、主站点纬度和主站点高度； 

b.从站点位置移动后，实时检测从站点地理位置信息；所述从站点地理位置信息至少包括从站点经度、从站点纬度和从站点高度； 

c.根据检测到的从站点地理位置信息和保存的主站点地理位置信息，获取两个站点之间的高度差和空间距离，并根据高度差和空间距离获得两站点之间的连线和水平线之间的角度a°；调节从站点的俯仰角度为a°； 

d.控制从站点天线在水平方向上匀速旋转，其旋转速度为单位时间内n转，其天线在俯仰方向上保持俯仰角度为a°；在旋转过程中，从站点处于发送信息状态，其发射内容包含从站点的地理位置信息； 

e.控制主站点天线在俯仰角度为0°的条件下进行旋转，其旋转方向与从站点天线旋转方向一致，其旋转速度为单位时间内为n-1转；在旋转过程中，主站点处于信息接收状态；重复步骤e直到主站点接收到从站点发送的信息； 

f.主站点接收到从站点发送的信息后，获取从站点地理位置信息，并根据旋转角度确定从站点天线所在的方位朝向，同时根据从站点地理位置信息调整主站点天线的朝向和俯仰角度从而将主站点天线位置进行固定，主站点天线位置固定后发送握手信号； 

g.从站点在主站点位置固定后继续旋转，并在下一个旋转的周期内，根据接收到的主站 点发送的握手信号以及主站点的地理位置信息，判断出自身的天线朝向，停止旋转并将天线方位调整到指向主站点天线位置，实现主从站点天线对中。 

与现有技术相比，本发明的有益效果为：