CN102142888A - 一种微波设备和微波传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了微波设备和微波传输方法，应用于通信技术领域。本实施例中的微波设备中，通过选择连接单元根据预置的策略选择M个天线单元中的N个，并将选择的N个天线单元与功率分配单元连接。由于天线单元分布在一段弧线或一个弧面上，预置的策略包括天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角在预置的范围内或较小，这样微波设备会根据与对端通信设备之间的实际位置，精确地选择发射或接收微波信号的天线单元，且能使得微波设备向对端通信设备发射或接收微波的方向尽量与天线子单元的法线夹角较小，使得微波设备的天线保持较大的增益。

Description

一种微波设备和微波传输方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种微波设备和微波传输方法。
背景技术
在如雷达探测系统、移动通信系统等通信系统中，目前使用2GHz到80GHz的频段进行微波通信，即利用微波作为载体进行通信，且不同频段开放的带宽资源不同，因此在各频段所能达到的最高传输速率也不同。
在移动通信系统中，随着通信向下一代网络发展，移动蜂窝基站站点密度将越来越大，在需要进行业务的汇聚时，可以通过多个点到点的微波设备分别接收多个基站站点的业务，并在数字侧进行汇聚；也可以通过一个点到多点的微波设备作为中心站，来接收多个基站站点的业务并进行汇聚后进行发送。
现有一种微波设备使用四面相控阵天线来进行微波的发送和接收，结构示意图如图1所示，包括分别分布在四个面上的相控阵天线单元4，每个相控阵天线单元4包括功率分配器1、多个移相器2和天线子单元3，其中多个天线子单元3分别通过多个移相器2与功率分配器1连接，且天线子单元3向外分布，这样微波设备可以使用天线子单元3向外发送或接收微波。
当有微波输入或输出时，微波设备会根据通信对端的大概位置选择与其中一个相控阵天线单元4中的功率分配器1连接，由移相器2调节微波波束方向，向通信对端输入或输出微波，使得波束方向与该相控阵天线单元4中天线子单元3的天线平面法线方向呈一定夹角，但是如果该夹角较大，会使得天线增益变小；而且四面相控阵天线成本较高，不利于实用化。
发明内容
本发明实施例提供微波设备和微波传输方法，使得微波设备的天线保持较大的增益。
本发明实施例提供一种微波设备，所述设备包括：功率分配单元、选择连接单元，和M个天线单元，所述天线单元为天线子单元或天线阵列，其中：
所述功率分配单元，用于将一路微波承载的信号分配到N个天线单元输出，所述M大于N；
所述M个天线单元分布在一段弧线或一个弧面上；
所述选择连接单元，用于根据预置的策略，选择N个所述天线单元，并将所述选择的N个天线单元与所述功率分配单元连接；所述预置的策略包括：所述天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角预置的范围内，或所述N个天线单元为：所述M个天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角中N个较小夹角对应的天线单元。
本发明实施例还提供一种微波传输方法，包括：
获取对端通信设备的位置信息；
根据所述获取的位置信息与预置的策略选择微波设备中N个天线单元；所述微波设备包括功率分配单元和分布在一段弧线或一个弧面上M个天线单元，所述天线单元为天线子单元或天线阵列；
将所述选择的N个天线单元与功率分配单元连接后进行微波的发射或接收；所述预置的策略包括：天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角在预置的范围内，或N个天线单元为：M个天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角中N个较小夹角对应的天线单元
本实施例中的微波设备中，通过选择连接单元根据预置的策略选择M个天线单元中的任意N个，并将选择的N个天线单元与功率分配单元连接。由于天线单元分布在一段弧线或一个弧面上，预置的策略包括天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角较小，或在预置的范围内，这样微波设备会根据与对端通信设备之间的实际位置，精确地选择发射或接收微波信号的天线单元，且能使得微波设备向对端通信设备发射或接收微波的方向尽量与天线单元的法线夹角较小，使得微波设备的天线保持较大的增益；且本发明实施例的微波设备相对于底面相控阵天线来说布置成本较低，利于实用化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有微波设备中相控阵天线单元的结构示意图；
图2a是本发明实施例提供的微波设备的结构示意图；
图2b是本发明实施例提供的另一微波设备的结构示意图；
图3a是本发明实施例提供的微波设备中天线单元的分布示意图；
图3b是本发明实施例提供的微波设备中另一种天线单元的分布示意图；
图4是本发明实施例提供的微波设备中选择连接单元的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的又一种微波设备的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种微波传输方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供的一种微波设备，结构示意图如图2a和2b所示，包括：功率分配单元10，选择连接单元30，和M个天线单元40，天线单元40可以为天线子单元40(1)，也可以是天线阵列40(2)，其中：
功率分配单元10，用于将一路微波承载的信号分配到N个天线单元40输出，并可以对输出的每路信号的幅度进行调节，且M大于N(图中以M为9，N为4为例)；
M个天线单元40分布在一段弧线或一个弧面上；
图2a中所示的为天线子单元40(1)，而图2b中所示的为天线阵列40(2)，这些天线单元40是排列在一段弧线上，图2a和图2b中所示的只是天线单元40的一种分布方式。天线单元40还可以有其他的分布方式，比如分布到如图3a所示的球面或如图3b所示的柱面上。
其中如图2b所示的天线阵列40(2)中包括多个天线子单元连接功率分配子单元(即图中带“+”标注方框)，这里的功率分配子单元与微波设备中的功率分配单元10的功能一样。
选择连接单元30，用于根据预置的策略，选择N个天线单元40，并将选择的N个天线单元40与功率分配单元10连接；
这里预置的策略包括但不限于如下的信息：天线单元40所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角在预置的范围内，或N个天线单元为：M个天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角中N个较小夹角对应的天线单元。
可以理解，选择连接单元30可以通过多种方式来实现，比如通过选择器，或选择开关等器件实现。在通过选择连接单元30的选择连接后，N个天线单元40就能接收或发射微波信号，而其余的天线子单元或天线阵列40(图中虚线所示)就不会参与微波设备的系统工作。
可见，本实施例中的微波设备中，通过选择连接单元根据预置的策略选择M个天线单元中的N个，并将选择的N个天线单元与功率分配单元连接。由于天线单元分布在一段弧线或一个弧面上，且预置的策略包括天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角较小，或在预置的范围内，这样微波设备会根据与对端通信设备之间的实际位置，精确地选择发射或接收微波信号的天线单元，且能使得微波设备向对端通信设备发射或接收微波的方向尽量与天线单元的法线夹角较小，使得微波设备的天线保持较大的增益；且本发明实施例的微波设备相对于底面相控阵天线来说布置成本较低，利于实用化。
参考图4所示，在一个具体的实施例中，选择连接单元30可以通过选择确定单元301和N个单刀多铡的选择开关302来实现，其中：选择确定单元301，用于根据预置的策略确定N个天线单元；而N个单刀多铡的选择开关302为单刀M铡的开关，其一端a与功率分配单元10连接，另外M端(b1到bm端)分别与M个天线单元40连接，用于将选择确定单元301确定的天线单元40与功率分配单元10连接。
可以理解，单刀多铡的选择开关302可以通过一端a与另外M端的通断来控制天线单元40与功率分配单元10的连接的。
参考图5所示，在另一个具体的实施例中，微波设备还可以包括移相/延时单元20、波束赋形控制单元50和波束切换控制单元60，其中：
移相/延时单元20，用于对N个天线单元40发射或接收的微波信号进行相位或时延的调节。
其中N个天线单元40分别通过移相/延时单元20与功率分配单元10连接，具体地，移相/延时单元20可以包括N个移相/延时器，每个移相/延时器对应调节一个天线40发射或接收的微波信号。使得微波设备在发射或接收微波信号时更准确。
波束赋形控制单元50，用于分别根据选择连接单元选择的N个天线单元40的位置与对端通信设备的位置信息，确定天线单元40发射或接收的微波波束指向，并控制功率分配单元10分配微波信号后，由移相/延时单元20根据确定的微波波束指向对天线单元40发射或接收的微波信号进行相位或时延调节。波束切换控制单元60，用于如果微波的发射或接收方向改变时，控制选择连接单元30重新选择N个天线单元40进行连接。
可以理解，波束切换控制单元60在可以根据微波设备与对端通信设备时分复用通信的时隙信息，和对端通信设备的位置信息来确定微波的发射或接收方向，如果微波的发射或接收方向改变时，控制选择连接单元30重新选择与功率分配单元10连接的天线单元40。
且波束切换控制单元60还可以控制波束赋形控制单元50重新调整波束的指向，与新目标方位匹配。
需要说明的是，本发明实施例中的微波设备可用于雷达和移动通信等领域中，在移动通信应用中，微波设备中还可以包括检测单元，用于检测移动设备当前所在的位置信息，而选择连接单元30会根据检测单元检测的位置信息，确定天线子单元或天线阵列40所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角，从而按照预置的策略选择N个天线单元40。
本发明实施例提供的一种微波传输方法，本实施例的方法是如图1所示的微波设备所执行的方法，流程图如图6所示，包括：
101、获取对端通信设备的位置信息；
在获取对端通信设备的位置信息时，可以是由对端通信设备主动上报给微波设备的，也可以是由微波设备检测到的，还可以通过其他方法获得。
102、根据获取的位置信息与预置的策略选择微波设备中N个天线单元；
可以理解，这里微波设备的结构如图1或2所示，包括功率分配单元和分布在一段弧线或一个弧面上M个天线单元，其中天线单元为天线子单元或天线阵列。
而预置的策略包括但不限于如下信息：天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角在预置的范围内，或N个天线单元为：M个天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角中N个较小夹角对应的天线单元等。
103、将选择的N个天线单元与功率分配单元连接后进行微波的发射或接收。
可见，本实施例的方法中，通过获取的对端通信设备的位置信息与预置的策略选择M个天线单元中的N个，并将选择的N个天线单元与功率分配单元连接后，进行微波的发射或接收。由于在微波设备中天线单元分布在一段弧线或一个弧面上，且预置的策略包括天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角较小或在预置的范围内，这样微波设备会根据与对端通信设备之间的实际位置，精确地选择发射或接收微波信号的天线单元，且能使得微波设备向对端通信设备发射或接收微波的方向尽量与天线单元的法线夹角较小，使得微波设备的天线保持较大的增益。
在一个具体的实施例中，本实施例的方法还可以包括：分别根据选择的N个天线单元的位置与对端通信设备的位置信息，确定发射或接收的微波波束指向，根据确定的微波波束指向对N个天线单元发射或接收的微波信号的相位或时延进行调节，这样可以精确地控制了反射或接收的微波波束指向。
且如果微波的发射或接收方向改变时，微波设备可以重新选择N个天线单元与功率分配单元进行连接。
以上对本发明实施例所提供的微波设备和微波传输方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种微波设备，其特征在于，所述设备包括：功率分配单元、选择连接单元，和M个天线单元，所述天线单元为天线子单元或天线阵列，其中：
所述功率分配单元，用于将一路微波承载的信号分配到N个天线单元输出，所述M大于N；
所述M个天线单元分布在一段弧线或一个弧面上；
所述选择连接单元，用于根据预置的策略，选择N个所述天线单元，并将所述选择的N个天线单元与所述功率分配单元连接；所述预置的策略包括：所述天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角在预置的范围内，或所述N个天线单元为：所述M个天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角中N个较小夹角对应的天线单元。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述选择连接单元包括：选择确定单元，和N个单刀多铡的选择开关；
所述选择确定单元，用于根据所述预置的策略确定N个天线单元；
所述N个单刀多铡的选择开关一端与所述功率分配单元连接，另外M端分别与所述M个天线单元连接，用于将所述选择确定单元确定的天线单元与所述功率分配单元的连接。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：移相/延时单元，所述N个天线单元分别通过所述移相/延时单元与所述功率分配单元连接；
所述移相/延时单元，用于对所述N个天线单元发射或接收的微波信号进行相位或时延的调节。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，还包括：波束赋形控制单元，用于分别根据所述选择连接单元选择的N个天线单元的位置与对端通信设备的位置信息，确定所述天线单元发射或接收的微波波束指向，并控制所述功率分配单元分配微波信号后，由所述移相/延时单元根据所述确定的微波波束指向进行调节。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：波束切换控制单元，用于如果所述微波的发射或接收方向改变时，控制所述选择连接单元重新选择N个天线单元进行连接。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：检测单元，用于检测移动设备当前所在的位置信息；
所述选择连接单元，具体用于根据所述检测单元检测的位置信息，确定所述天线子单元或天线阵列所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角。
7.如权利要求1至6任一项所述的设备，其特征在于，所述弧面为球面或柱面。
8.一种微波传输方法，其特征在于，包括：
获取对端通信设备的位置信息；
根据所述获取的位置信息与预置的策略选择微波设备中N个天线单元；所述微波设备包括功率分配单元和分布在一段弧线或一个弧面上M个天线单元，所述天线单元为天线子单元或天线阵列；
将所述选择的N个天线单元与功率分配单元连接后进行微波的发射或接收；所述预置的策略包括：天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角在预置的范围内，或N个天线单元为：M个天线单元所在弧段的法线与对端通信设备方向的夹角中N个较小夹角对应的天线单元。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
分别根据所述选择的N个天线单元的位置与对端通信设备的位置信息，确定发射或接收的微波波束指向，根据所述确定的微波波束指向对所述N个天线单元发射或接收的微波信号的相位或时延进行调节。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：如果微波的发射或接收方向改变时，重新选择N个天线单元与所述功率分配单元进行连接。
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