阵列天线波束赋形方法和系统技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术直接根据设备间的相对位置信息确定波速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。

Array antenna beam forming method and system

The present invention discloses array antenna beam shaping method and system, among them, second equipment fixed position, set up in second by positioning devices on the device to the first device transmits the location signal to determine the relative position information between the two devices; according to the relative position information between the two devices, respectively to determine the main beam the constraints between the two array antenna device; then according to the constraints of the main beam, beamforming, beam meet the main beam constraints. The invention directly under the main beam constraint conditions to determine the beamforming relative position information between the equipment, can reduce the beamforming when the number of information exchange, can reduce the time loss of beamforming, shorten the beamforming setup time, improve the efficiency of beamforming.

【技术实现步骤摘要】
阵列天线波束赋形方法和系统
本专利技术涉及波束赋形
，尤其涉及阵列天线波束赋形方法和系统。
技术介绍
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(sectorlevelsweep，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。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术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。本专利技术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赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的赋形权值；对所述第一设备的阵列天线各阵元的赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的赋形权值进行赋形，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波束方向和/或波束宽度。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赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的赋形权值，包括：分别确定第一设备的阵列天线和第二设备的阵列天线中各阵元功率的约束条件；根据所述各阵元功率的约束条件，确定各阵元所需的赋形权值的模值；根据所述模值，确定满足所述主波束约束条件的各阵元所需的赋形权值。本专利技术还提供一种阵列天线波束赋形系统，包括：第一设备、第二设备和定位装置，其中，定位装置分别与第一设备、第二设备相连接；定位装置，确定第一设备与第二设备之间的相对位置信息；第一设备和第二设备分别根据定位装置确定的第一设备与第二设备之间的相对位置信息，各自确定第一设备与第二设备之间的主波束约束条件，并根据所述主波束约束条件各自进行波束赋形。可选地，第二设备的位置固定，定位装置安装在第二设备上；定位装置，通过对第一设备发射相互垂直两个方向扫射的定位信号来确定第一设备的位置信息，进而确定第一设备与第二设备之间的相对位置信息。可选地，第一设备上安装有第一阵列天线，第一阵列天线处设置有传感器，第一阵列天线和传感器处于相同位置，第二设备上安装有第二阵列天线，第二阵列天线处设置有激光定位装置，激光定位装置和第二阵列天线处于相同位置；传感器，接收激光定位装置向x轴方向和z轴方向发射的激光信号，并向激光定位装置反馈x轴方向和z轴方向发射的激光信号到达传感器的时间信息；激光定位装置，针对第一阵列天线进行x轴方向和z轴方向发射激光信号，接收第一阵列天线处的传感器反馈的时间信息来确定第一阵列天线相对于第二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，第一设备包括虚拟现实设备，第二设备包括电脑设备，定位装置包括激光定位装置。可选地，虚拟现实设备上设有阵列天线，且在虚拟现实设备的阵列天线处安装有光敏传感器，且光敏传感器的个数为多个；电脑设备的位置固定，在电脑设备上设有阵列天线，且在电脑设备的阵列天线处安装有激光定位装置。本专利技术通过定位装置快速准确地确定设备之间的相对位置，进而可以根据设备之间的相对位置快速准确地确定各设备的阵列天线之间的主波束约束条件，从而根据确定的主波束约束条件快速准确地进行波束赋形。由于本专利技术中主波束约束条件不是通过扇区级扫描确定的，而是通过定位得到的设备之间的相对位置来确定的，因此，可以大大减小扇区级扫描带来的波束赋形的巨大信息交互次数，从而可以大大降低波束赋形技术的时间损耗，提高了波束赋形技术的效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一实施例提供的阵列天线波束赋形方法的流程示意图；图2为本专利技术一实施例提供的阵列天线波束赋形系统架构图；图3为本专利技术另一实施例提供的阵列天线波束赋形系统架构图；图4为本专利技术实施例提供的阵列天线波束赋形的应用场景示意图；图5为本实施例的激光定位装置发射激光信号示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。应当理解，尽管在本专利技术实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述XXX，但这些XXX不应限于这些术语。这些术语仅用来将XXX彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术实施例范围的情况下，第一XXX也可以被称为第二XXX，类似地，第二XXX也可以被称为第一XXX。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列天线波束赋形方法，其特征在于，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赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的赋形权值；对所述第一设备的阵列天线各阵元的赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的赋形权值进行赋形，得到满足所述主波束约束条件的波束。

【技术特征摘要】
1.一种阵列天线波束赋形方法，其特征在于，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赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的赋形权值；对所述第一设备的阵列天线各阵元的赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的赋形权值进行赋形，得到满足所述主波束约束条件的波束。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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波束方向和/或波束宽度。5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，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赋形权值和第二设备的阵列天线各阵元的赋形权值，包括：分别确定第一设备的阵列天线和第二设备的阵列天线中各阵元功率的约束条件；根据所述各阵元...

【专利技术属性】
技术研发人员：狄浩成，赵大川，
申请(专利权)人：歌尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37