一种阵列天线的信号优化方法、装置及阵列天线制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种阵列天线的信号优化方法、装置及阵列天线，阵列天线由多个阵元构成，该方法包括：获取目标阵列天线在当前位置的空间信号强度分布数据及各个阵元的位置；基于空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调整的第一方向；基于各个阵元的位置，确定距离第一方向最近的第一阵元；减小第一阵元对应波瓣图的主波瓣宽度，以使第一阵元对应的主瓣最大辐射方向与第一方向一致。从而通过检测阵列天线四周空间的信号强度分布，利用减小与信号强度最弱方向对应阵元的主瓣宽度的方式，使其主瓣宽度更加细长，提高增益，牺牲其接收信号宽度保证信号强度保持最优，提高阵列天线整体信号接收强度，实现阵列天线的自动实时优化，保障通信质量。保障通信质量。保障通信质量。

【技术实现步骤摘要】
一种阵列天线的信号优化方法、装置及阵列天线


[0001]本专利技术涉及工程机械通信
，具体涉及一种阵列天线的信号优化方法、装置及阵列天线。

技术介绍

[0002]工程机械走向智能网联化，无线通信是其不可或缺的一部分。无线通信依靠无线电波传输信息，在传输过程中时刻存在着干扰信号。在工程机械领域由于工程机械工作环境复杂，无线信号容易受大型障碍物遮挡，如在矿山、隧道等作业场景随着工程的推进无线信号可能会越来越弱；在厂区环境由于受到反射、折射等影响干扰信号较多，使得无线信号质量无法得到保障。
[0003]由于单一天线的方向性是有限的，为适应各种场合的应用，将工作在同一频率的两个或两个以上的单个天线，按照一定的要求进行馈电和空间排列构成阵列天线，构成阵列天线的天线辐射单元称为阵元。阵列天线相比于传统的单一天线能够显著提高信号接收强度。因此，在挖掘机、卸货车、起重机、叉车等工程机械设备上通常是利用阵列天线与云控平台进行通信。但是，在偏远山区等工况中，通信基站分布密度低，在某一确定的空间位置沿各个方向信号强度是分布不均匀的，并且工程车辆是移动作业的，移动到不同位置后，该位置的信号强度空间分布特征可能完全不同，从而造成阵列天线接收信号强度受到影响，进而影响工程机械设备与云控平台的通信质量。因此如何提高工程机械设备上的阵列天线接收信号的性能，对保障工程机械设备与云控平台的通信质量具有重要意义。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种阵列天线的信号优化方法、装置及阵列天线，以克服现有技术中的阵列天线在工程机械设备处于复杂环境工况时，接收信号强度受影响进而影响工程机械设备与外部通信质量的问题。
[0005]根据第一方面，本专利技术实施例提供了一种阵列天线的信号优化方法，所述阵列天线由多个阵元构成，所述方法包括：
[0006]获取目标阵列天线在当前位置的空间信号强度分布数据及各个阵元的位置；
[0007]基于所述空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调整的第一方向；
[0008]基于各个阵元的位置，确定距离所述第一方向最近的第一阵元；
[0009]减小所述第一阵元对应波瓣图的主波瓣宽度，以使所述第一阵元对应的主瓣最大辐射方向与所述第一方向一致。
[0010]可选地，所述基于所述空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调整的第一方向，包括：
[0011]基于所述空间信号强度分布数据，确定信号强度最弱的第二方向及信号强度最强的第三方向；
[0012]将所述第二方向和/或所述第三方向确定为所述第一方向。
[0013]可选地，所述基于各个阵元的位置，确定距离所述第一方向最近的第一阵元，包括：
[0014]分别计算各个阵元与所述第一方向的第一距离；
[0015]对各个阵元对应的第一距离进行排序；
[0016]基于排序结果，将第一距离最小的阵元确定为所述第一阵元。
[0017]可选地，在基于所述空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调整的第一方向之前，所述方法还包括：
[0018]基于所述空间信号强度分布数据，判断所述目标阵列天线是否满足设定通信要求；
[0019]在所述目标阵列天线不满在设定通信要求时，基于所述空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调整的第一方向。
[0020]可选地，所述方法还包括：
[0021]重新获取目标阵列天线在当前位置的空间信号强度分布数据，并返回所述基于所述空间信号强度分布数据，判断所述目标阵列天线是否满足设定通信要求的步骤。
[0022]可选地，所述基于所述空间信号强度分布数据，判断所述目标阵列天线是否满足设定通信要求，包括：
[0023]基于所述空间信号强度分布数据计算所述目标阵列天线的当前总信号强度；
[0024]基于所述当前总信号强度与预设总体信号强度的关系，确定所述目标阵列天线是否满足设定通信要求。
[0025]可选地，所述基于所述当前总信号强度与预设总体信号强度的关系，确定所述目标阵列天线是否满足设定通信要求，包括：
[0026]判断所述当前总信号强度是否小于所述预设总体信号强度；
[0027]在所述当前总信号强度小于所述预设总体信号强度时，确定所述目标阵列天线不满足设定通信要求。
[0028]可选地，所述基于所述空间信号强度分布数据，判断所述目标阵列天线是否满足设定通信要求，还包括：
[0029]获取目标阵列天线在当前位置的上一优化时间周期对应的第一总体信号强度；
[0030]基于所述空间信号强度分布数据计算所述目标阵列天线的平均信号强度以及不同方向的信号强度；
[0031]判断所述当前总体信号强度是否低于所述第一总体信号强度的第一预设比例，或者，判断是否存在至少一方向的信号强度低于所述平均信号强度的第二预设比例；
[0032]在当前总体信号强度低于所述第一总体信号强度的第一预设比例，或者，存在至少一方向的信号强度低于所述平均信号强度的第二预设比例时，确定所述目标阵列天线不满足设定通信要求。
[0033]根据第二方面，本专利技术实施例提供了一种阵列天线的信号优化装置，所述阵列天线由多个阵元构成，所述装置包括：
[0034]获取模块，用于获取目标阵列天线在当前位置的空间信号强度分布数据及各个阵元的位置；
[0035]第一处理模块，用于基于所述空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调
整的第一方向；
[0036]第二处理模块，用于基于各个阵元的位置，确定与所述第一方向距离最近的第一阵元；
[0037]第三处理模块，用于减小所述第一阵元对应波瓣图的主波瓣宽度，以使所述第一阵元对应的主瓣最大辐射方向与所述第一方向一致。
[0038]根据第三方面，本专利技术实施例提供了一种阵列天线，包括：天线接收方向图调整修正模块以及多个阵元，其中，
[0039]所述天线接收方向图调整修正模块包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
[0040]根据第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面，或者第一方面任意一种可选实施方式中所述的方法。
[0041]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0042]本专利技术实施例提供的阵列天线的信号优化方法及装置，阵列天线由多个阵元构成，通过获取目标阵列天线在当前位置的空间信号强度分布数据及各个阵元的位置；基于空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调整的第一方向；基于各个阵元的位置，确定距离第一方向最近的第一阵元；减小第一阵元对应波瓣图的主波瓣宽度，以使第一阵元对应的主瓣最大辐射方向与第一方向一致。从而通过检测阵列天线四周空间的信号强度分布，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阵列天线的信号优化方法，所述阵列天线由多个阵元构成，其特征在于，所述方法包括：获取目标阵列天线在当前位置的空间信号强度分布数据及各个阵元的位置；基于所述空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调整的第一方向；基于各个阵元的位置，确定距离所述第一方向最近的第一阵元；减小所述第一阵元对应波瓣图的主波瓣宽度，以使所述第一阵元对应的主瓣最大辐射方向与所述第一方向一致。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调整的第一方向，包括：基于所述空间信号强度分布数据，确定信号强度最弱的第二方向及信号强度最强的第三方向；将所述第二方向和/或所述第三方向确定为所述第一方向。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各个阵元的位置，确定距离所述第一方向最近的第一阵元，包括：分别计算各个阵元与所述第一方向的第一距离；对各个阵元对应的第一距离进行排序；基于排序结果，将第一距离最小的阵元确定为所述第一阵元。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调整的第一方向之前，所述方法还包括：基于所述空间信号强度分布数据，判断所述目标阵列天线是否满足设定通信要求；在所述目标阵列天线不满在设定通信要求时，基于所述空间信号强度分布数据，确定需要进行信号强度调整的第一方向。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：重新获取目标阵列天线在当前位置的空间信号强度分布数据，并返回所述基于所述空间信号强度分布数据，判断所述目标阵列天线是否满足设定通信要求的步骤。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述空间信号强度分布数据，判断所述目标阵列天线是否满足设定通信要求，包括：基于所述空间信号强度分布数据计算所述目标阵列天线的当前总信号强度；基于所述当前...

【专利技术属性】
技术研发人员：王发平，江奕辰，邱杰，
申请(专利权)人：深圳海星智驾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：