角反射装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了角反射装置及控制方法。角反射装置包括：角反射板、全向天线和信号接收器及电机驱动装置，还包括电机控制器及电机。全向天线通过角反射板接收待跟踪无线信号，信号接收器根据接收到的待跟踪无线信号，向电机控制器反馈待跟踪无线信号的强度与方位信息，所述电机控制器根据相关信息驱动所述电机，使所述输出轴带动所述角反射板围绕所述全向天线转动到相应角度。通过在角反射器的信号接收与控制其转动的驱动装置间形成闭环控制方式，使角反射器处于不同位置或角度时的信号能及时得到反馈，满足最优信号接收位置的适时调整，从而实现系统成本较低、跟踪性能提高的效果，使系统整体性能提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域，特别涉及一种角反射装置及角反射装置的控制方法。
技术介绍
无论在无线通信还是在雷达领域，接收机的灵敏度都是十分重要的指标。因此，如何提高有效提升接收机的灵敏度是系统设计时的重要目标。通常，在不考虑信号处理增益的情况下，要提高无线通信的传输距离或雷达的探测距离，往往通过在发射端添加PA(功率放大器)，或在接收端添加LNA (低噪声放大器)等方式给予实现的，但上述方法是常规但不是普遍适合的，原因在于，发射端添加PA后，会导致信号质量下降(非线性导致误差向量幅度[EVM]升高)，同时加大了系统耗能从而使系统成本提高。接收端在额外添加LNA后，会使总NF (噪声系数)升高，同时需要良好前后级匹配，由于对系统要求的提高从而加大了成本投入。同时，上述方法在应用过程中，对于相互通信的两个节点，PA需要在相互通信的节点间成对添加，从而保证收发链路预算平衡。若只在一侧通信节点上增加PA，则可能由于一侧节点的灵敏度低于另一侧，即便在信道编解码的条件下，也将使得通信节点间出现多次重传，从而使链路预算的双向通信出现不平衡。此外，在现有技术中，也通常使用固定角反射器方向的方式，实现对通信节点信号的有效接收，但对于移动节点，由于节点处于运动中，角反射器无法事先设定其最佳的信号接收方位或角度，因此，对于移动节点，现有技术中的角反射天线无法实现节点信号的有效接收。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的情况，根据本专利技术的一个方面，提供的角反射装置，包括:角反射板、全向天线、信号接收器、电机驱动装置，电机控制器及减速电机，其中，所述全向天线通过所述角反射板接收待跟踪无线信号，所述信号接收器根据接收到的所述待跟踪无线信号，向所述电机控制器反馈待跟踪无线信号的相关信息，所述电机控制器根据所述相关信息驱动所述电机，带动所述角反射板围绕所述全向天线转动到相应方位角度。根据本专利技术的另一方面，还提供了角反射控制方法，包括:通过角反射板接收待跟踪无线信号的相关信息，将所述相关信息输入至电机控制器，所述电机控制器根据所述相关信息，驱动电机带动所述角反射板围绕所述全向天线转动到相应角度。与现有技术相比，根据本专利技术的装置具有以下优点:本专利技术中，将跟踪无线来波方向的信息，并有效反馈到角反射器的驱动装置，使角反射器得到有效的调整，实现对最佳信号的实时追踪。通过在角反射器的信号接收与控制其转动的驱动装置间形成闭环控制方式，使角反射器处于不同位置或角度时的信号能及时得到反馈，满足最优信号接收位置的适时调整，从而实现系统成本较低、跟踪性能提高的效果，使无线系统整体链路性能得到提升。附图说明图1为本专利技术高灵敏度角反射装置一实施例的组成示意图；图2为本专利技术高灵敏度角反射装置的另一实施例的组成示意图；图3为本专利技术高灵敏度角反射装置一实施例中天线与角反射板的局部结构示意图；图4为本专利技术一实施例中全向天线距顶点半个波长时的天线方向图；图5为本专利技术一实施例中全向天线距顶点一个波长时的天线方向图；图6为本专利技术一实施例中全向天线距顶点一个半波长时的天线方向图；图7为本专利技术一实施例中信号不同入射角的不意图；图8为本专利技术高灵敏度角反射控制方法一实施例中搜索态及跟踪态的流程示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作进一步详细的说明。实施例1如图1所示，本专利技术中的角反射装置包括:角反射板1、全向天线2及与全向天线2连接的信号接收器3、电机控制器4及电机5。角反射板I与电机5的输出轴51通过连接部件52实现连接，从而可使电机5的输出轴51在转动时可带动角反射板I转动，并可通过对连接部件52长度的调整，调整角反射板I的回转圆周尺寸，即改变角反射板I与全向天线2之间的距离。全向天线2可通过天线支架21，固定于角反射板I的回转中心处，从而实现通过角反射板I实现待跟踪无线信号的接收。信号接收器3接收待跟踪无线信号，从所接收到的待跟踪无线信号中进行信号信息的信号强度和/或链路质量等信息的提取，将提取后的信号强度和/或链路质量等信号信息，反馈到电机控制器4，在角反射板I处于不同的角度或位置过程中，电机控制器4根据接收到的多个信号信息及对应的多个电机输出轴51的转动角度，从中根据预先的设置条件(如:最大信号强度RSSI和/或最优链路质量LQI)进行数据的筛选，最终确定最大信号强度和/或最优链路质量所对应的电机输出轴51的角度。最后，通过驱动电机5，带动角反射板I转动到相应角度，S卩，上述最大信号强度和/或最优链路质量所对应的角度。其中，电机5可采用步进电机或伺服电机，同时为与之配套，电机控制器4可同时采用步进电机控制器或伺服电机控制器。上述由电机控制器4所完成的计算及驱动过程可通过步进电机控制器或伺服电机控制器实现，但若选用的步进电机控制器或伺服电机控制器只具有基本控制功能，也可通过外加控制模块的方式给予实现，其中，控制模块可选用单片机或嵌入式控制模块。从上述本专利技术的角反射装置的系统构成可以看出，本专利技术以电机控制器4作为控制单元、以电机5及角反射板I作为执行单元、以全向天线2为感应对象、以信号接收器3为反馈装置、依次作用够成了闭环控制系统，通过跟踪信号信息的实时反馈，实现了驱动角反射板I对待跟踪无线信号的跟随，从而实现了对动态待跟踪无线信号的有效接收。应当指出的是，在无线传感器网络中，在电机控制器4在根据跟踪信号信息确定输出轴转动角度过程中，除可通过信号性能参数(信号强度和/或链路质量)来进行确定外，还可通过待跟踪无线信号所在小区(可以为无线网络中的小区)内的信标节点(信标节点为在小区中具有位置标志属性的节点)信息，通过AOA (Angle of Arrival:到达角度)算法获取的方位角，从而确定跟踪信号的位置信息，之后通过方位角确定电机5输出轴51的转动角度。此类通过方位角确定转动角度的方法，其优势在于，与通过信号性能参数，筛选获取输出轴转动角度的方法相比，其在实现过程中，不需要驱动角反射板I在圆周范围内进行整周或部分的转动，即不需要对多位置数据进行采集，就可确定最佳接收位置。但同时，此方法需要对小区内的信标节点信息进行采集，并同时进行AOA算法演算，因此在实现过程中，要求信号接收器3具有一定的数据处理能力。具体实现时可采用外加嵌入式计算单元等多种方式，使上述实现方位角获取的过程给予满足。如图1中所示，为使角反射板I在围绕全向天线2旋转过程中，更为平衡，可在与连接部件52对称的位置上，增加平衡配重装置53，从而实现角反射板I的平稳旋转。由于角反射板I距全向天线2之间的距离不同，会产生不同的角反射方向图(如图4至图6所示，角反射板I距全向天线2之间的距离分别为半波长、全波长和1.5倍波长时，角反射方向图)。参照图4，当为完整的半波长时，直角反射器理论增益约为12dBi，此时几乎没有旁瓣。此时，天线的半功率波束宽度约为30度。参照图5，当为完整的一倍波长时，角反射天线I方向图分叉，成为两个独立方向图波束，理论增益约为14dBi，角平分线方向上几乎没有辐射。参照图6，当为完整的一倍半波长时，角反射天线I方向图不仅有主瓣，还有较低的旁瓣，角平分线理论最大增益约为15dBi。因此，为使在反射器使用过程中，其增益的调节更为灵活，角反射板I与全向天线2之间的连接部件52可本文档来自技高网...

【技术保护点】
角反射装置，包括：角反射板、全向天线、信号接收器、电机驱动装置，电机控制器及电机，其中，所述全向天线通过所述角反射板接收待跟踪无线信号，所述信号接收器根据接收到的所述待跟踪无线信号，向所述电机控制器反馈待跟踪无线信号的相关信息，所述电机控制器根据所述相关信息驱动所述电机，带动所述角反射板围绕所述全向天线转动到相应角度。

【技术特征摘要】
1.角反射装置，包括:角反射板、全向天线、信号接收器、电机驱动装置，电机控制器及电机，其中， 所述全向天线通过所述角反射板接收待跟踪无线信号，所述信号接收器根据接收到的所述待跟踪无线信号，向所述电机控制器反馈待跟踪无线信号的相关信息，所述电机控制器根据所述相关信息驱动所述电机，带动所述角反射板围绕所述全向天线转动到相应角度。2.如权利要求1所述的角反射装置，其中，所述相关信息包括:信号强度和/或链路质量，或方位角，所述方位角是由待跟踪无线信号通过本地无线网络的其他无线信号的位置信息获取的。3.如权利要求1或2所述的角反射装置，还包括:传动装置，所述输出轴与所述传动装置的主动端连接，所述传动装置的从动端与所述角反射板连接，使所述输出轴通过所述传动装置带动所述角反射板围绕所述全向天线转动。4.如权利要求3所述的角反射装置，其中，所述传动装置包括:皮带传动装置及齿轮齿条传动装置。5.如权利要求3或4所述的角反射装置，其中，还包括:支承架，所述支承架的支承面与所述传动装置的从动端活动连接。6.如权利要求2所述的角反射装置，其中，还包括:齿轮齿条传动机构及驱动装置，所述电机输出端与所述角反射板通过所述齿轮齿条传动机构连接，所述齿轮齿条驱动装置与所述电机控制器连接， 当所述角反射板在旋转过程中，无法从所述天线信号接收器接收到待跟踪无线信号的最大信号强度和/或最优链路质量时，所述电机控制器控制所述齿轮齿条传动装置的齿条沿直线移动，使所述角反射板与所述全...

【专利技术属性】
技术研发人员：何林，刘亚郡，金红谦，韩浩，
申请(专利权)人：思创网联北京科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：