[发明专利]用于自适应地控制有源相控阵天线的方法和装置

说明书

用于热管理的有源电子扫描天线的自适应稀疏。本发明公开了一种用于自适应地控制包括多个元件的有源相控阵天线的系统和方法。在一个实施方式中，该方法包括确定有源相控阵天线的至少一部分的热分布，将所确定的热分布与参考热分布进行比较，并且至少部分地基于所确定的热分布与参考热分布之间的比较，根据稀疏图案仅停用多个元件的子集。通过执行前述操作的装置来例证另一实施方式。

技术领域

本公开涉及用于使用有源相控阵天线的系统和方法，并且具体地，涉及用于为了热管理的目的而自适应地稀疏与有源相控阵天线一起使用的元件的系统和方法。

背景技术

近年来，对无线通信服务的需求增加。这种增加的需求包括对往返于飞机的无线通信服务的期望。这种无线通信通常通过使用有源相控阵天线来实现。这样的天线包括辐射元件的相控阵列，辐射元件被单独地控制以改变天线的特性，例如波束方向、波束宽度和旁瓣。

在许多情况下，无线通信经由卫星通信(SATCOM)来实现，并且随着空中SATCOM市场朝着更高数据速率和更高频率移动，相控阵的功率密度增加，并且热管理变得越来越困难。有源相控阵天线的液体冷却是可能的，但更昂贵且不合需要。相反，对流冷却对于空中应用是理想的。

当天线设置在飞行器上时，有源相控阵天线的对流冷却是有效的。然而，当飞机在温度较高且风速较小的地面上时，对流冷却并不那么有效。仅对流通常不足以确保有源相控阵列的热分布保持在所需的限度内。结果，有源相控阵天线必须通过辅助设备(例如地面车)被关闭或冷却。然而，地面车的使用需要额外的设备、后勤、维护和工时。

所需要的是用于在具有挑战性的热环境中操作有源相控阵天线的系统和方法。本公开描述了对这种需要的解决方案的实施方式。

发明内容

为了满足上述要求，本文公开了一种用于自适应地控制包括多个元件的有源相控阵天线的系统和方法。在一个实施方式中，该方法包括确定有源相控阵天线的至少一部分的热分布，将所确定的热分布与参考热分布进行比较，并且至少部分地基于所确定的热分布与参考热分布之间的比较而根据稀疏图案仅停用多个元件的子集。

在相关实施方式中，确定有源相控阵天线的所述至少一部分的热分布包括确定有源相控阵天线的具有比有源相控阵天线的其它部分更高的热分布的所述至少一部分的热分布；并且稀疏图案在整个相控阵天线中是不均匀的，并且被选择为使得多个元件的停用子集被布置为更靠近有源相控阵天线的具有比多个元件中的其它元件更高的热分布的至少一部分。

其它相关实施方式包括其中稀疏图案在整个有源相控阵天线中基本均匀的实施方式，其中热分布包括有源相控阵天线的至少一部分的热密度和有源相控阵天线的至少一部分的最高温度中的至少一个，并且其中，稀疏图案依据波束宽度约束和峰值旁瓣约束使轴上等效各向同性辐射功率EIRP最大化，或者，稀疏图案依据轴外等效各向同性辐射功率EIRP谱密度约束使轴上等效各向同性辐射功率EIRP谱密度最大化。

另一实施方式通过用于自适应地控制包括多个元件的有源相控阵天线的装置来例证。在该实施方式中，该装置包括用于确定有源相控阵天线的至少一部分的热分布的热分布确定模块、用于将所确定的热分布与参考热分布进行比较的比较模块，以及用于至少部分地基于所确定的热分布与所述参考热分布之间的比较，根据稀疏图案仅停用所述多个元件的子集的稀疏图案确定模块。

通过具有用于执行上述操作的装置的装置来例证其他实施方式，该装置包括处理器和存储用于执行上述操作的处理器指令的可通信地连接的存储器。

已经讨论的特征、功能和优点可以在本发明的各种实施方式中独立地实现，或者可以在其他实施方式中组合，参考下面的描述和附图可以看到这些实施方式的进一步细节。

附图说明

现在参考附图，其中相同的附图标记始终表示相应的部件：

图1是示出根据一个实施方式的示例性通信系统的一个实施方式的图；