一种毫米波室内无源覆盖方法技术

本发明专利技术公开了一种毫米波室内无源覆盖方法，包括如下步骤：确定室内盲区覆盖场景的需求；选定T型场景来构建无源反射阵；并利用WinProp软件对所选定的T型场景进行建模；再将有源基站天线方向图作为T型场景的发射源，发射的电磁波经过墙体的多次反射进行盲区覆盖，获取有源基站天线下T型场景的原始功率强度；设置无源反射阵进行T型场景的盲区覆盖，获取T型场景功率强度；本发明专利技术可应用于毫米波室内盲区覆盖，无源反射阵使得T型场景的功率强度比原始功率强度提高10dBm，获得40m的盲区覆盖范围，并对不同长度的T型场景进行盲区覆盖有效。

A Millimeter Wave Indoor Passive Coverage Method

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波室内无源覆盖方法
本专利技术属于电磁通信
，具体涉及无线通信
中的一种室内无源覆盖方法，可用于无线通信
的毫米波补盲。
技术介绍
在传统通信环境下，无线系统例如蜂窝电话系统的运营商期望减少基站的信号覆盖盲区，而减少基站信号覆盖盲区可通过安装有源基站覆盖信号盲区来实现。但是在毫米波室内通信中，由于毫米波衰减大且绕射能力差，为覆盖盲区而导致有源基站部署数量急剧上升，从而引起成本飙升。为降低部署基站成本，可采无源反射阵来覆盖盲区。无源反射阵作为无源中继，可接收室内有源基站信号并完成转发，降低了有源基站部署数量且达到覆盖盲区的目的，是一种低成本室内覆盖方法。河南京科科技有限公司在其申请的专利“一种室内覆盖系统”(申请号201810672383.5，申请日2018.06.26，公布号CN108738033A，公布日2018.11.02)中提出了一种室内覆盖系统，该系统将馈线电缆布放于室内与室外，使得无线网络在室内形成最好覆盖，室内用户能够吸收更多话务，提升了无线网络资源利用率。但是，该系统采用有源的方式，使用大量电路元件导致结构复杂，效率降低、成本造价升高，环境的融合度较差。南京海得逻捷信息科技有限公司在其申请的专利“毫米波室内无源覆盖方法”(申请号201711123795.5，申请日2017.11.14，公布号CN108055668A，公布日2018.05.18)中提出了一种毫米波室内无源覆盖方法。该方法可以减少毫米波传播的路径损耗，减小损耗因子，进而增大毫米波的覆盖范围，且采用无源的方式，不使用电源，具有节能的特点。但是，该专利技术仍然存在三个问题，其一是反射器应用的场景有限；其二是反射器的增益低，要覆盖大范围的盲区，需要增加多个反射器，从而引起成本造价升高；其三是反射器与环境的融合度较差。综上所述，目前的毫米波室内覆盖方法面临着两个问题，其一是现有的毫米波室内覆盖方法的应用场景有限，组成结构复杂；其二是现有的毫米波室内覆盖天线与环境的融合度较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种毫米波室内无源覆盖方法，对多种盲区覆盖场景有效并能够降低系统结构的复杂度和成本，提高天线的融合度。为实现上述目的，具体步骤如下：一种毫米波室内无源覆盖方法，包括无源反射阵和有源基站天线包括如下步骤：(1)、确定室内盲区覆盖场景的需求；(1a)、选定T型场景为毫米波盲区覆盖场景；(2b)、输入T型场景的长度、宽度，并确定无源反射阵的口径、无源反射阵的反射角；(2)、利用无源反射阵的反射角计算补偿相位，并构建无源反射阵；(3)、利用WinProp软件对所选定的T型场景进行建模；(3a)、从选定的T型场景中，获取墙体、门、窗、天花板和地板的结构尺寸；(3b)、分别对所确定的墙体、门、窗、天花板和地板的材料进行建模，并得到T型场景；(4)、通过有源基站天线获取原始功率强度；(4a)、利用高频结构仿真软件HFSS对有源基站天线进行仿真，得到有源基站天线方向图；(4b)、将有源基站天线方向图作为T型场景的发射源发射电磁波；(4c)、将发射的电磁波经过墙体的多次反射进行盲区覆盖，获取有源基站天线下T型场景的原始功率强度；(5)、设置无源反射阵进行T型场景的盲区覆盖；(5a)、在T型场景下设置无源反射阵；(5b)、有源基站天线发出电磁波，无源反射阵接收到所发出的电磁波，并以无源反射阵的反射角反射至T型场景；(5c)、利用通信链路公式计算无源反射阵接收到有源基站天线发出电磁波的强度；(5d)、利用无源反射阵接收到电磁波的强度并通过雷达散射截面公式计算无源反射阵反射电磁波的强度；(6)、利用无源反射阵反射电磁波的强度和无源反射阵的方向图获取T型场景功率强度。步骤(1)中所述的无源反射阵口径长为240mm、宽为240mm。步骤(1)中所述的无源反射阵的反射角为40°～60°。步骤(2)中所述的补偿相位的变化范围为>360°。步骤(4)中所述的有源基站天线的频率范围为24GHz～30GHz，该有源基站天线方向图的半功率波瓣宽度为≥20°。步骤(5)中所述的有源基站天线的中心投影至无源反射阵XOY面的中心相互重合。步骤(7)中所述的功率强度≥-90dBm。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：第一、本专利技术通过T型场景确定无源反射阵口径和反射角，无源反射阵使得T型场景的功率强度比原始功率强度提高10dBm，能够克服现有技术中增益过低和盲区覆盖范围有限的技术问题，获得40m的盲区覆盖范围并提高天线增益。第二、本专利技术适用于多种盲区覆盖场景和不同长度的T型场景，能够确定不同的无源反射阵口径和反射角，从而能够实现不同长度T型场景的有效覆盖，克服了增加多个反射器和天线成本高的技术问题，且每个场景只需要一个无源反射阵即可覆盖盲区。第三、本专利技术的无源反射阵采用无源的方式，无复杂的馈电网络和有源器件，因此移动性强、效率高。第四、本专利技术的无源反射阵为平面结构，能够采用相框或壁画等装饰物，克服天线融合度较差的技术问题，使得无源反射阵完美融入环境。附图说明图1为本专利技术无源反射阵示意图；图2为图1俯视图；图3为无源反射阵的流程图；图4为无源反射阵单元的补偿相位曲线图；图5为无源反射阵的方向图；图6为有源基站天线的T型场景原始功率强度分布图；图7为无源反射阵时T型场景功率强度分布图；图8为原始功率强度和无源反射阵时的T型场景功率强度对比图；具体实施方式以下结合附图对本专利技术作进一步详细描述实施例1参照图1、图2和图3步骤1、确定室内盲区覆盖场景的需求；(1a)、选定T型场景为毫米波盲区覆盖场景；(2b)、输入T型场景的长度、宽度，并确定无源反射阵的口径、无源反射阵的反射角3；步骤2、利用无源反射阵的反射角3计算补偿相位，并构建无源反射阵1；步骤3、利用WinProp软件对所选定的T型场景进行建模；(3a)、从选定的T型场景中，获取墙体、门、窗、天花板和地板的结构尺寸；(3b)、分别对所确定的墙体、门、窗、天花板和地板的材料进行建模，并得到T型场景；步骤4、通过有源基站天线2获取原始功率强度；(4a)、利用高频结构仿真软件HFSS对有源基站天线2进行仿真，得到有源基站天线2方向图；(4b)、将有源基站天线2方向图作为T型场景的发射源发射电磁波；(4c)、将发射的电磁波经过墙体的多次反射进行盲区覆盖，获取有源基站天线2下T型场景的原始功率强度；步骤5、设置无源反射阵1进行T型场景的盲区覆盖；(5a)、在T型场景下设置无源反射阵；(5b)、有源基站天线2发出电磁波，无源反射阵接收到所发出的电磁波，并以无源反射阵的反射角3反射至T型场景；(5c)、利用通信链路公式计算无源反射阵1所接收到有源基站天线2发出电磁波的强度；(5d)、利用无源反射阵接收到电磁波的强度并通过雷达散射截面公式计算无源反射阵(1)反射电磁波的强度；步骤6、利用无源反射阵1反射电磁波的强度和无源反射阵1方向图获取T型场景功率强度。本专利技术步骤1中，无源反射阵口径大小是依据T型场景的长度来设计的；所确定的口径越大，雷达散射截面越大，反射功率强度越高，能够覆盖盲区长度越大。无源反射阵口径长为240mm、宽为240mm,能够覆盖的盲区长度为40m。本专利技术步骤1中，无源反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波室内无源覆盖方法，包括无源反射阵(1)和有源基站天线(2)，其特征在于，包括如下步骤：(1)、确定室内盲区覆盖场景的需求；(1a)、选定T型场景为毫米波盲区覆盖场景；(2b)、输入T型场景的长度、宽度，并确定无源反射阵的口径、无源反射阵的反射角(3)；(2)、利用无源反射阵的反射角(3)计算补偿相位，并构建无源反射阵(1)；(3)、利用WinProp软件对所选定的T型场景进行建模；(3a)、从选定的T型场景中，获取墙体、门、窗、天花板和地板的结构尺寸；(3b)、分别对所确定的墙体、门、窗、天花板和地板的材料进行建模，并得到T型场景；(4)、通过有源基站天线(2)获取原始功率强度；(4a)、利用高频结构仿真软件HFSS对有源基站天线(2)进行仿真，得到有源基站天线(2)方向图；(4b)、将有源基站天线(2)方向图作为T型场景的发射源发射电磁波；(4c)、将发射的电磁波经过墙体的多次反射进行盲区覆盖，获取有源基站天线(2)下T型场景的原始功率强度；(5)、设置无源反射阵(1)进行T型场景的盲区覆盖；(5a)、在T型场景下设置无源反射阵；(5b)、有源基站天线(2)发出电磁波，无源反射阵接收到所发出的电磁波，并以无源反射阵的反射角(3)反射至T型场景；(5c)、利用通信链路公式计算无源反射阵(1)所接收到有源基站天线(2)发出电磁波的强度；(5d)、利用无源反射阵接收到电磁波的强度并通过雷达散射截面公式计算无源反射阵(1)反射电磁波的强度；(6)、利用无源反射阵(1)反射电磁波的强度和无源反射阵(1)方向图获取T型场景功率强度。...

【技术特征摘要】
1.一种毫米波室内无源覆盖方法，包括无源反射阵(1)和有源基站天线(2)，其特征在于，包括如下步骤：(1)、确定室内盲区覆盖场景的需求；(1a)、选定T型场景为毫米波盲区覆盖场景；(2b)、输入T型场景的长度、宽度，并确定无源反射阵的口径、无源反射阵的反射角(3)；(2)、利用无源反射阵的反射角(3)计算补偿相位，并构建无源反射阵(1)；(3)、利用WinProp软件对所选定的T型场景进行建模；(3a)、从选定的T型场景中，获取墙体、门、窗、天花板和地板的结构尺寸；(3b)、分别对所确定的墙体、门、窗、天花板和地板的材料进行建模，并得到T型场景；(4)、通过有源基站天线(2)获取原始功率强度；(4a)、利用高频结构仿真软件HFSS对有源基站天线(2)进行仿真，得到有源基站天线(2)方向图；(4b)、将有源基站天线(2)方向图作为T型场景的发射源发射电磁波；(4c)、将发射的电磁波经过墙体的多次反射进行盲区覆盖，获取有源基站天线(2)下T型场景的原始功率强度；(5)、设置无源反射阵(1)进行T型场景的盲区覆盖；(5a)、在T型场景下设置无源反射阵；(5b)、有源基站天线(2)发出电磁波，无源反射阵接收到所发出的电磁波，并以无源反射阵的反射角(3)反射至T型场景；(5c)、利用通...

【专利技术属性】
技术研发人员：李龙，路泽卿，方遥，易浩，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61