一種用于動(dòng)中通散射的天線對(duì)準(zhǔn)方法技術(shù)

本專(zhuān)利公開(kāi)了一種用于動(dòng)中通散射的天線對(duì)準(zhǔn)方法，它主要涉及散射等點(diǎn)波束通信移動(dòng)場(chǎng)合下的天線對(duì)準(zhǔn)跟蹤方法。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)在原散射通信設(shè)備的基礎(chǔ)上通過(guò)增加寬波束的小型天線，而無(wú)需借助于其他通信手段，通過(guò)控制單元自動(dòng)操作，可完成散射通信在動(dòng)中通環(huán)境下建鏈、跟蹤等對(duì)準(zhǔn)過(guò)程。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)具有不需借助其他通信手段，準(zhǔn)確高效，經(jīng)濟(jì)性好，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。特別適用于車(chē)載、艦載動(dòng)中通環(huán)境下散射通信天線實(shí)時(shí)對(duì)準(zhǔn)，為散射鏈路的機(jī)動(dòng)建立提供支撐。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專(zhuān)利技術(shù)涉及通信領(lǐng)域中一種用于動(dòng)中通散射天線的對(duì)準(zhǔn)方法，特別適用于兩端散射通信站在低速移動(dòng)條件下的天線自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，及散射通信系統(tǒng)的快速開(kāi)通。
技術(shù)介紹
目前，散射通信系統(tǒng)常采用的對(duì)準(zhǔn)方法為手動(dòng)對(duì)準(zhǔn)方式和自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)方式，由于散射信道的瑞利衰落特性，在通信距離較遠(yuǎn)時(shí)，信號(hào)接收微弱；同吋，受限于天線波束角窄，天線對(duì)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)性不足等特點(diǎn)，依靠傳統(tǒng)天線對(duì)準(zhǔn)機(jī)制的散射通信僅能用于“靜中通”、“停即通”等應(yīng)用環(huán)境，而不支持散射傳輸手段在移動(dòng)環(huán)境下的使用，很大程度上影響了散射通信的應(yīng)用領(lǐng)域
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于避免上述
技術(shù)介紹
中的不足之處而提供的一種在原散射通信設(shè)備的基礎(chǔ)上通過(guò)增加寬波束的小型天線，而無(wú)需借助于其他通信手段，通過(guò)控制単元自動(dòng)操作，可完成散射通信在動(dòng)中通環(huán)境下建鏈、跟蹤等對(duì)準(zhǔn)過(guò)程。本專(zhuān)利技術(shù)具有不需借助其他通信手段，準(zhǔn)確高效，經(jīng)濟(jì)性好，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，解決了傳統(tǒng)散射天線對(duì)準(zhǔn)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)動(dòng)中通天線對(duì)準(zhǔn)的難題。本專(zhuān)利技術(shù)的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，其特征在于該方法是借助于天線自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述的天線自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)包括收發(fā)雙方分別安裝的副天線和主天線，其中主天線為散射通信天線，副天線為小口徑、寬波束平板天線，具體包括以下步驟粗對(duì)準(zhǔn)過(guò)程(I)通信收發(fā)雙方完成初始化，分別獲取本端站的方位指示信息，所述的方位指示信息包括地理坐標(biāo)、航向和速度；通信收發(fā)雙方的副天線分別發(fā)送探測(cè)信號(hào)，探測(cè)信號(hào)包括方位指示信息和站號(hào)；(2)通信收發(fā)雙方的副天線分別捜索對(duì)方發(fā)送的探測(cè)信號(hào)；(3)收到探測(cè)信號(hào)后，結(jié)合雙方的地理坐標(biāo)、航向、航速信息，利用天線方位角估計(jì)算法，得到各自天線方位角；(4)主天線和副天線根據(jù)天線方位角指向相應(yīng)方位，實(shí)現(xiàn)粗對(duì)準(zhǔn)；精對(duì)準(zhǔn)過(guò)程(5)通信收發(fā)雙方通過(guò)主天線建立初始通信，分別發(fā)送各自的方位指示信息，對(duì)方收到后互發(fā)確認(rèn)信號(hào)，收到確認(rèn)信號(hào)后，進(jìn)入定位互易模式，分別獲取對(duì)方的方位指示信息；(6)計(jì)算通信方位角根據(jù)本端站方位指示信息和接收到的對(duì)端站方位指示信息，通過(guò)鏈路規(guī)劃程序，計(jì)算出通信方位角；(7)副天線進(jìn)行接收電平掃描建立粗對(duì)準(zhǔn)后，副天線在設(shè)定范圍內(nèi)進(jìn)行接收電平掃描;(8)兩個(gè)通信端站主天線利用計(jì)算得到的通信方位角和副天線電平掃描結(jié)果，通過(guò)天線方位綜合校正方法，對(duì)主天線方位進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，達(dá)到天線精細(xì)對(duì)準(zhǔn)；跟蹤過(guò)程(9)根據(jù)主天線方位綜合校正方法，對(duì)位置變化的兩端站，進(jìn)行天線對(duì)準(zhǔn)的保持。其中，步驟(2)中，當(dāng)在有預(yù)案支持時(shí)，副天線可依據(jù)預(yù)案規(guī)定的轉(zhuǎn)速在方案可能產(chǎn)生的范圍內(nèi)發(fā)送探索信號(hào)，同時(shí)對(duì)方發(fā)送的探測(cè)信號(hào)進(jìn)行搜索；在沒(méi)有預(yù)案支持的情況下，可由副天線以隨機(jī)轉(zhuǎn)速360°發(fā)送探測(cè)信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)捜索。其中，副天線的天線波束角彡50°。 其中，步驟(7)中，副天線進(jìn)行接收電平掃描的設(shè)定范圍為±10°。其中，步驟(8)中，天線方位綜合校正方法包括以下步驟(801)計(jì)算主天線方位校正角的加權(quán)值；根據(jù)兩個(gè)通信端站的通信方位角以及副天線電平掃描結(jié)果，計(jì)算主天線校正角的加權(quán)值，計(jì)算方法如下式所示'一-上式中，Wx表示本次方位校正角的加權(quán)值，Plri表示上一次主天線校正的角度值，^ 表示本次主天線校正角度的計(jì)算值，k為常數(shù)，角標(biāo)n表示本次算法執(zhí)行，角標(biāo)n-1表示上一次算法執(zhí)行；(802)主天線方位校正角自適應(yīng)加權(quán)；根據(jù)主天線方位校正角的加權(quán)值，對(duì)主天線的校正角度進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，最終得出主天線方位角的校正角度值，計(jì)算公式如下式所示a = W1X a x+w2 X a 0上式中，a表示天線方位角度校正輸出值，W1表示主天線校正角度的加權(quán)值，Ci1表示本次計(jì)算得到的主天線校正角度，W2表示副天線校正角度的加權(quán)值，a 2表示本次計(jì)算得到的副天線校正角度。(803)將計(jì)算得到的主天線方位角的校正值輸出至主天線伺服系統(tǒng)。本專(zhuān)利技術(shù)相比
技術(shù)介紹
具有如下優(yōu)點(diǎn)本專(zhuān)利技術(shù)不使用輔助通信手段，采用主副天線搭配的方法，實(shí)現(xiàn)散射通信“動(dòng)中通”天線對(duì)準(zhǔn)。其中副天線可與主天線進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)無(wú)需增加新的伺服設(shè)備，該方法具有對(duì)準(zhǔn)速度快、對(duì)準(zhǔn)精度高的優(yōu)點(diǎn)。附圖說(shuō)明圖I是本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例的電原理方框圖；圖I中包括天線控制單元為I、天線伺服單元為2、調(diào)制解調(diào)器單元為3、副天線為4、主天線為5、導(dǎo)航定位裝置6、慣導(dǎo)指向系統(tǒng)7、電子羅盤(pán)8以及監(jiān)控計(jì)算機(jī)9 ；其中，天線伺服単元2還包括方位角驅(qū)動(dòng)單元2-1、俯仰角驅(qū)動(dòng)單元2-2、天線倒伏機(jī)構(gòu)2-3、陀螺單元2-4 ；調(diào)制解調(diào)器單元3還主要包括解調(diào)單元3-1及其他相關(guān)單元。圖2是散射動(dòng)中通天線對(duì)準(zhǔn)流程圖；圖3是主天線方位綜合校正算法流程圖。具體實(shí)施例方式根據(jù)圖I至圖3對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)作進(jìn)ー步說(shuō)明，本專(zhuān)利技術(shù)無(wú)需借助于其他通信手段，即可完成散射動(dòng)中通天線快速對(duì)準(zhǔn)。天線控制単元I為本系統(tǒng)的核心設(shè)備，主要用于完成對(duì)準(zhǔn)信號(hào)的融匯，并控制天線伺服単元完成相關(guān)動(dòng)作；天線伺服単元2作用為主副天線4、5的驅(qū)動(dòng)及穩(wěn)定機(jī)構(gòu)；調(diào)制解調(diào)器作用為解析對(duì)端位置等狀態(tài)信息；導(dǎo)航定位裝 置6作用為提供本端天線位置信息；慣性導(dǎo)航裝置7作用為獲取本端站移動(dòng)的方向和速度；電子羅盤(pán)8作用為提供天線指向方位角；監(jiān)控計(jì)算機(jī)9作用為監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及通過(guò)地理信息為天線控制單元I提供方位角及俯仰角的校準(zhǔn)和指示。，該方法是借助于天線自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述的天線自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)包括收發(fā)雙方分別安裝的副天線和主天線，其中主天線為散射通信天線，副天線為小ロ徑、寬波束平板天線，具體包括以下步驟粗對(duì)準(zhǔn)過(guò)程(I)通信收發(fā)雙方完成初始化，分別獲取本端站的方位指示信息，所述的方位指示信息包括地理坐標(biāo)、航向和速度；通信收發(fā)雙方的副天線分別發(fā)送探測(cè)信號(hào)，探測(cè)信號(hào)包括方位指示信息和站號(hào)。(2)通信收發(fā)雙方的副天線分別捜索對(duì)方發(fā)送的探測(cè)信號(hào)；當(dāng)在有預(yù)案支持時(shí)，副天線可依據(jù)預(yù)案規(guī)定的轉(zhuǎn)速在方案可能產(chǎn)生的范圍內(nèi)發(fā)送探索信號(hào)，同時(shí)對(duì)方發(fā)送的探測(cè)信號(hào)進(jìn)行搜索；在沒(méi)有預(yù)案支持的情況下，可由副天線以隨機(jī)轉(zhuǎn)速360 °發(fā)送探測(cè)信號(hào)，并進(jìn)行信號(hào)捜索。(3)收到探測(cè)信號(hào)后，結(jié)合雙方的地理坐標(biāo)、航向、航速信息，利用天線方位角估計(jì)算法，得到各自天線方位角。(4)主天線和副天線根據(jù)天線方位角指向相應(yīng)方位，實(shí)現(xiàn)粗對(duì)準(zhǔn)。精對(duì)準(zhǔn)過(guò)程(5)通信收發(fā)雙方通過(guò)主天線建立初始通信，分別發(fā)送各自的方位指示信息，對(duì)方收到后互發(fā)確認(rèn)信號(hào)，收到確認(rèn)信號(hào)后，進(jìn)入定位互易模式，分別獲取對(duì)方的方位指示信O(6)計(jì)算通信方位角根據(jù)本端站方位指示信息和接收到的對(duì)端站方位指示信息，通過(guò)鏈路規(guī)劃程序，計(jì)算出通信方位角。(7)副天線進(jìn)行接收電平掃描建立粗對(duì)準(zhǔn)后，副天線在設(shè)定范圍內(nèi)進(jìn)行接收電平掃描；副天線進(jìn)行接收電平掃描的設(shè)定范圍為±10°。(8)兩個(gè)通信端站主天線利用計(jì)算得到的通信方位角和副天線電平掃描結(jié)果，通過(guò)天線方位綜合校正方法，對(duì)主天線方位進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，達(dá)到天線精細(xì)對(duì)準(zhǔn)。其中，天線方位綜合校正方法包括以下步驟(801)計(jì)算主天線方位校正角的加權(quán)值；根據(jù)兩個(gè)通信端站的通信方位角以及副天線電平掃描結(jié)果，計(jì)算主天線校正角的加權(quán)值，計(jì)算方法如下式所示權(quán)利要求1.，其特征在于該方法是借助于天線自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述的天線自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)包括收發(fā)雙方分別安裝的副天線和主天線，其中主天線為散射通信天線，副天線為小口徑、寬波束平板天線，具體包括以下步驟 粗對(duì)準(zhǔn)過(guò)程 (1)通信收發(fā)雙本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于動(dòng)中通散射的天線對(duì)準(zhǔn)方法，其特征在于：該方法是借助于天線自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述的天線自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)平臺(tái)包括收發(fā)雙方分別安裝的副天線和主天線，其中主天線為散射通信天線，副天線為小口徑、寬波束平板天線，具體包括以下步驟：粗對(duì)準(zhǔn)過(guò)程：(1)通信收發(fā)雙方完成初始化，分別獲取本端站的方位指示信息，所述的方位指示信息包括地理坐標(biāo)、航向和速度；通信收發(fā)雙方的副天線分別發(fā)送探測(cè)信號(hào)，探測(cè)信號(hào)包括方位指示信息和站號(hào)；(2)通信收發(fā)雙方的副天線分別搜索對(duì)方發(fā)送的探測(cè)信號(hào)；(3)收到探測(cè)信號(hào)后，結(jié)合雙方的地理坐標(biāo)、航向、航速信息，利用天線方位角估計(jì)算法，得到各自天線方位角；(4)主天線和副天線根據(jù)天線方位角指向相應(yīng)方位，實(shí)現(xiàn)粗對(duì)準(zhǔn)；精對(duì)準(zhǔn)過(guò)程：(5)通信收發(fā)雙方通過(guò)主天線建立初始通信，分別發(fā)送各自的方位指示信息，對(duì)方收到后互發(fā)確認(rèn)信號(hào)，收到確認(rèn)信號(hào)后，進(jìn)入定位互易模式，分別獲取對(duì)方的方位指示信息；(6)計(jì)算通信方位角：根據(jù)本端站方位指示信息和接收到的對(duì)端站方位指示信息，通過(guò)鏈路規(guī)劃程序，計(jì)算出通信方位角；(7)副天線進(jìn)行接收電平掃描：建立粗對(duì)準(zhǔn)后，副天線在設(shè)定范圍內(nèi)進(jìn)行接收電平掃描；(8)兩個(gè)通信端站主天線利用計(jì)算得到的通信方位角和副天線電平掃描結(jié)果，通過(guò)天線方位綜合校正方法，對(duì)主天線方位進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，達(dá)到天線精細(xì)對(duì)準(zhǔn)；跟蹤過(guò)程：(9)根據(jù)主天線方位綜合校正方法，對(duì)位置變化的兩端站，進(jìn)行天線對(duì)準(zhǔn)的保持。...

【技術(shù)特征摘要】

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杜夢(mèng)杰，孫柏昶，陳雁，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：