[发明专利]基于EC-EKF算法的光学智能天线波束控制方法

权利要求书

1.一种基于EC-EKF算法的光学智能天线波束控制方法，包括：

(1)设计光学智能天线：

天线采用正二十面体结构，每个面上按照自上而下、自左向右的规则均匀排列有数 个发射单元，接收单元均匀地镶嵌在发射单元之间的空隙内；该正二十面体按照逆时针、 自上而下对每个面设有编号，每个面上的发射单元按照自左向右、自上而下设有编号；

(2)天线波束控制：

(2a)将上述光学智能天线分别装配在通信双方的通信机上，通信双方初始化链路 并建立链路链接；

(2b)在双方通信进程中，本端通信机判断是否收到对端通信机天线发射的光信号：

如果收到光信号，则更新对端通信机当前的运动状态信息；

若未收到光信号，则关闭本端天线当前的发射单元，执行步骤(2c)；

(2c)利用误差修正的扩展卡尔曼滤波算法EC-EKF预测对端通信机在三维空间内 的下一时刻运动状态信息，即利用前一时刻的误差值修正当前时刻预测值，得到对端通 信机在三维空间内的下一时刻运动状态信息预测值；

(2d)根据(2c)得到的预测值确定对端通信机对应本端天线的发射单元编号，重 新建立与对端通信机的链接，继续进行双方通信进程。

2.根据权利要求1所述的基于EC-EKF算法的光学智能天线波束控制方法，其特征 在于：正二十面体结构是由二十个完全相同的等边三角形拼接而成，每个等边三角形作 为一个发射面。

3.根据权利要求1所述的基于EC-EKF算法的光学智能天线波束控制方法，其特征 在于：步骤(1)中每个发射面排列的发射单元的数量和位置，按如下步骤确定：

(1a)根据通信双方的距离L，在保证发射端天线每个面所形成的发射覆盖面 之间为无缝隙连接的基础上，得到最大发射覆盖面，其边长为

(1b)将最大发射覆盖面的边长进行n等分，连接各个等分点，即将最大发射覆盖 面分为n²个小三角形；

(1c)对每个小三角形用天线发射单元所发射出的圆形光斑进行外接圆方式填充， 填充所需圆形光斑个数为n(n+1)/2，即天线每个面上的发射单元数量为：

N＝n(n+1)/2；

该圆形光斑填充的位置即为对应天线发射单元的排布位置。

4.根据权利要求3所述的基于EC-EKF算法的光学智能天线波束控制方法，其特征 在于：每个发射单元半径r，按如下公式确定：

r=12×32×(1-55)R2πN,]]>

其中，R为正二十面体结构天线的通信半径，N为每个发射面上分布的发射单元个 数。