[发明专利]阵列天线波束赋形方法和系统

说明书

本发明公开了阵列天线波束赋形方法和系统，其中，第二设备的位置固定，通过设置在第二设备上的定位装置向第一设备发射定位信号来确定这两个设备之间的相对位置信息；根据这两个设备之间的相对位置信息，分别确定这两个设备的阵列天线之间的主波束约束条件；进而根据主波束约束条件，进行波束赋形，得到满足所述主波束约束条件的波束。本发明直接根据设备间的相对位置信息确定波束赋形时需要的主波束约束条件，可以减少波束赋形时信息交互次数，能够降低波束赋形的时间损耗，缩短波束赋形的建立时间，提高波束赋形的效率。

技术领域

本发明涉及波束赋形技术领域，尤其涉及阵列天线波束赋形方法和系统。

背景技术

阵列天线是一项利用不同信号传输的空间差异性和阵列数字信号处理的技术，可以实现对不同目标信号从空域角度进行区分和隔离，从而达到降低多址干扰、增加容量、扩大覆盖、改善通信质量、降低发射功率和提高无线数据传输速率的目的。

现有技术中，扇区级扫描(sector level sweep，SLS)是阵列天线波束赋形技术中的主要部分，通常，扇区级扫描包括发送扇区级扫描、接收扇区级扫描、扇区扫描反馈和扇区扫描确认等4个部分，扇区扫描需要遍历设备的各个天线及天线的每个扇区，在对扇区扫描反馈和确认中还可能出现由于干扰或噪声收不到的情况，需要重复发送。因此，在扇区级扫描这个过程中，信息交互次数非常巨大，这些信息交互次数占波束赋形技术的主要部分，从而大大增加了波束赋形技术的时间损耗，降低了波束赋形技术的效率。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种阵列天线波束赋形方法和系统，可以减少波束赋形时信息交互次数，能够降低波束赋形技术的时间损耗，缩短波束赋形的建立时间，提高天线阵元效率和波束赋形的效率。

本发明提供一种阵列天线波束赋形方法，包括：

确定第一设备与第二设备之间的相对位置信息；

根据所述第一设备与第二设备之间的相对位置信息，分别确定所述第一设备的阵列天线和第二设备的阵列天线之间的主波束约束条件；

根据所述主波束约束条件，分别确定所述第一设备的阵列天线各阵元的波束赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的波束赋形权值；

对所述第一设备的阵列天线各阵元的波束赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的波束赋形权值进行波束赋形，得到满足所述主波束约束条件的波束。

可选地，确定第一设备与第二设备之间的相对位置信息，包括：

从第二设备处针对第一设备发射相互垂直两个方向扫射的定位信号，计算相互垂直两个方向扫射的定位信号到达第一设备的角度差，进而确定第一设备的位置信息；

根据定位得到的第一设备的位置信息和第二设备的位置信息，确定第一设备与第二设备之间的相对位置信息。

可选地，确定第一设备与第二设备之间的相对位置信息还包括：

从第二设备的阵列天线处针对第一设备的阵列天线的x轴方向和z轴方向发射激光信号；

通过测量得到x轴方向和z轴方向发射的激光信号到达第一设备的阵列天线的时间，根据所述时间确定第一设备的阵列天线相对于x轴方向和z轴方向的角度，根据第一设备的阵列天线相对于x轴方向和z轴方向的角度，确定第一设备的阵列天线相对于第二设备的阵列天线的水平夹角α和垂直夹角γ，得到第一设备与第二设备之间的相对位置信息。

可选地，所述第一设备的阵列天线和第二设备的阵列天线之间的主波束约束条件包括主波束方向和/或主波束宽度。

可选地，根据所述主波束约束条件，分别确定所述第一设备的阵列天线各阵元的波束赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的波束赋形权值，包括：