CN105144472A - 无线电天线定位 - Google Patents

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Abstract

一种用于定位第一无线电天线和第二无线电天线的方法(400)包括步骤：将第一天线配置(SI)为具有主瓣L1并且将第二天线配置(52)为是具有主瓣L2的定向天线。该方法还包括步骤：将第一对准信号从第一天线发射(S3)给第二天线并且基于所接收的第一对准信号来定位(S4)第二天线，以及将第一天线重配置(S5)为是具有天线主瓣L3的定向天线，该天线主瓣L3具有比天线主瓣L1窄的主瓣宽度。该方法提供了一种找到最优的天线位置和对应的主瓣方向的系统性方法，其尤其适合用于在NLOS通信场景中对准定向无线电天线。

Description

无线电天线定位
技术领域
本公开内容涉及对无线电天线的定位，并且特别涉及收发机布置和一种用于定位第一无线电天线和第二无线电天线的方法、以及天线主瓣宽度变更设备。
背景技术
非视线NLOS通信是指发射机与至少一个接收机之间的如下无线通信：在该无线通信中，被发射的信号沿着该发射机与该至少一个接收机之间的至少一个非直接路径进行传播。这种非直接传播路径可能例如由于周围环境中的反射和/或衍射效应而出现。应当注意，归因于上述定义，本文中的NLOS通信也包括其中除了一个或若干NLOS传播路径之外还存在视线LOS成分的通信。
定向无线电天线是一种天线，其被配置为将所放射的电磁场能量聚焦在预定的方向上，即给定的高度角和方位角上，因此相比于其他发射方向而言在该预定方向上提供了增加的天线增益。在文本中，能量的这一焦点将被称为天线主瓣。归因于互易性，最大发射增益的方向经常与最大接收增益的方向相一致，即发射天线主瓣和接收天线主瓣的高度角和方位角经常相一致。因此，在本文中，在发射天线主瓣与接收天线主瓣之间将不进行区分。然而，所理解的是，发射天线主瓣和接收天线主瓣能够既在宽度上又在方位角和高度角上是不同的。
为了达到利用了一个或若干定向天线的通信系统的通信容量中的完全潜能，定向天线或多个定向天线必须仔细地被定位并且天线主瓣必须关于彼此而被定向，以便于优化通信系统在例如接收信号功率和误比特率BER方面的性能。
定向无线电天线在恰当地被定位和定向时，相比于在所有方向上辐射等量能量的无向性天线而言，经常提供更优的通信系统性能。然而，有缺陷的定位或定向在接收信号功率和BER方面可能具有低劣的结果。因此，在例如部署诸如微波无线电链路的无线电链路时，无线电天线的定位和定向是关键性的。
天线主瓣在方位角和高度角上的定向经常被称为无线电天线的对准(aligning)，即使所述定向并不是关于天线之间的视线LOS来执行的。因此，在本文中，无线电天线的对准是指一个或若干天线主瓣关于一个或若干入站无线电信号的定向，并且不必然是指关于另一天线的物理地点或方向进行定向。
对定向天线(并且尤其是具有窄天线主瓣的天线)进行定位和对准，可能是耗时的并且因此是高代价的。原因是诸如反射、衍射和穿透的传播现象，它们可能引起电磁能量的复杂接收场，其中例如作为天线主瓣方向的函数的接收信号功率不是位置和天线主瓣方向的单峰函数。因此，存在对于在天线对准过程中用以减少天线部署时间和成本的改进的需求。
对NLOS通信系统中的定向天线进行定位和对准可能尤其具有挑战性，这归因于发射机与接收机之间存在多个传播路径。这在城市环境中尤其是真实的，在城市环境中，找到适合的NLOS传播路径经常要求对天线的定位和定向两者。因此，存在对于如下天线对准过程的需求，该天线对准过程允许了对NLOS通信环境中的天线的高效和准确的定位和定向。
发明内容
本公开内容的一个目的是提供至少一种方法和多种收发机布置，它们寻求单独地或者以任何组合地缓解、减轻、或者消除上面所识别的本技术领域中的缺陷和缺点中的一个或多个，并且提供用于无线电天线的改进的定位和定向的装置。
这个目的通过一种用于定位第一无线电天线和第二无线电天线的方法来获得，该方法包括步骤：将第一天线配置为具有天线主瓣L1以及还有步骤：将第二天线配置为是具有天线主瓣L2的定向天线。该方法还包括步骤：将第一对准信号从第一天线发射给第二天线，以及基于所接收的第一对准信号来定位第二天线。该方法进一步包括步骤：将第一天线重配置为是具有天线主瓣L3的定向天线。天线主瓣L3具有比天线主瓣L1窄的天线主瓣宽度。
根据一个方面，该方法还包括步骤：将第二对准信号从第二天线发射给第一天线，以及基于所接收的第二对准信号来定位第一天线。
根据一个方面，定位第二天线的步骤进一步包括步骤：基于所接收的第一对准信号，在高度角和方位角上定向第二天线的天线主瓣L2。定位第一天线的步骤进一步包括：基于所接收的第二对准信号，在高度角和方位角上定向第一天线的天线主瓣L3。
根据一个方面，定位第二天线的步骤进一步包括：将第二天线关于第一对准信号进行对准，并且定位第一天线的步骤进一步包括：将第一天线关于第二对准信号进行对准。
根据一个方面，第一天线和第二天线是被适配用于在非视线NLOS条件下的通信的无线电天线。
通过所公开的方法的上面提到的方面获得了多个优点。例如，所公开的方法提供了一种找到最优天线位置和对应的天线主瓣方向的系统性方法，其尤其适合用于在NLOS通信场景中对准定向无线电天线。因此，相比于先前的方法(它们包括例如从位置和天线主瓣方向的粗略的第一集合开始迭代地定位天线和定向天线主瓣)，简化了使用定向天线的无线电链路的部署。此外，通过所公开的方法增加了实现关于例如接收信号功率的有利的或者甚至最优的通信条件的概率。
进一步的优点是在定位和天线主瓣定向过程中减少了工作步骤的数目，因为相比于使用较窄的天线主瓣，通过使用较宽的天线主瓣L1，更多的传播路径同时是可见的。这一天线安装简化有可能导致对于通信网络运营者的成本节省并且导致网络推出(roll-out)时间上的减少。
根据一个方面，将第一天线配置为具有天线主瓣L1的步骤进一步包括：当没有天线被连接到开放波导天线接口时，使用具有被配置为生成天线主瓣L1的所述波导天线接口的无线电收发机。此外，重配置的步骤包括：当连接到无线电收发机波导天线接口时，连接被适配为生成天线主瓣L3的定向天线。
对所述开放波导天线接口的使用进一步简化了安装实践，因为在重配置步骤中(即，将第一天线的天线主瓣从较宽的天线主瓣L1变换为较窄的天线主瓣L3)，不需要另外的天线、或者其他的天线修改装备。
根据一个方面，重配置的步骤进一步包括：使用包括用于附接到已有的天线设备的装置的天线主瓣宽度变更设备。天线主瓣宽度变更设备被适配为接收从已有的天线设备发射的无线电信号并且处理所接收的无线电信号，并且使用与已有的天线设备的天线主瓣不同的次级天线主瓣来重新发射该无线电信号。
根据一个方面，相比于已有的天线设备的天线主瓣而言，次级天线主瓣在波束宽度上较窄。
根据一个方面，相比于已有的天线设备的天线主瓣而言，次级天线主瓣在波束宽度上较宽。
根据一个方面，定向天线主瓣L2的步骤进一步包括：评估作为第二天线的位置和天线主瓣L2的方向的函数的至少一个性能度量，该至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及互信息。定位第二天线的步骤还包括：基于该至少一个所评估的性能度量，来选择天线主瓣L2的优选方向。
根据一个方面，定向天线主瓣L3的步骤进一步包括：评估作为第一天线的位置和天线主瓣L3的方向的函数的至少一个性能度量，该至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及互信息。定位第一天线的步骤还包括：基于该至少一个所评估的性能度量，来选择天线主瓣L3的优选方向。
根据一个方面，定向天线主瓣L2的步骤和定向天线主瓣L3的步骤两者进一步包括：在预定的持续时间上评估所述至少一个性能度量，以确定该至少一个性能度量的第一稳定性度量，并且其中对天线主瓣L2和天线主瓣L3的优选方向的选择进一步基于所述第一稳定性度量。
根据一个方面，定向天线主瓣L2的步骤和定向天线主瓣L3的步骤两者进一步包括：在预定的频率范围上评估所述至少一个性能度量，以确定该至少一个性能度量的第二稳定性度量。进一步地，对天线主瓣L2和天线主瓣L3的优选方向的选择进一步基于所述第二稳定性度量。
确定该至少一个性能度量的第一稳定性度量或第二稳定性度量的一个优点是，能够通过应用所公开的方法的多个方面来检测并且丢弃表示了不稳定传播路径的传播路径以及对应的天线位置和天线主瓣方向、以及还有通过多径传播而虚假地表现为是适合的传播路径的传播路径。
本公开内容的一个目的是也提供一种第一收发机布置和第二收发机布置，它们寻求缓解、减轻、或者消除上面所识别的本技术领域中的缺陷中的一个或多个缺陷。这个目的通过一种第一收发机布置来获得，该第一收发机布置包括第一无线电收发机、连接到第一无线电收发机的对准工具、以及第一天线。第一天线被布置为在具有天线主瓣L1与具有天线主瓣L3之间是可重配置的。第一无线电收发机被布置为使用天线主瓣L1从第一天线发射第一对准信号。第一无线电收发机还被适配为使用天线主瓣L3通过第一天线来接收第二对准信号。对准工具进一步被适配为基于作为第一天线的位置和天线主瓣L3的方向的函数的第二对准信号来测量至少一个性能度量。该至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及互信息。
根据一个方面，对准工具进一步被适配为基于该至少一个所评估的性能度量，来选择第一天线的优选位置和天线主瓣L3的优选方向。
上面所陈述的目的因此也通过一种第二收发机布置来获得，该第二收发机布置包括第二无线电收发机、第二天线、以及连接到第二无线电收发机的对准工具。第二天线被配置为是具有在方向上可调整的天线主瓣L2的定向天线。第二无线电收发机被适配为通过第二天线来接收第一对准信号。对准工具被适配为基于作为第二天线的位置和天线主瓣L2的方向的函数的第一对准信号来测量至少一个性能度量。该至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及接收机互信息。第二无线电收发机进一步被布置为通过第二天线来发射第二对准信号。
根据一个方面，对准工具还被适配为基于该至少一个所评估的性能度量，来选择第二天线的优选位置和天线主瓣L2的优选方向。
本公开内容的一个进一步的目的是提供一种天线主瓣宽度变更设备，其寻求缓解、减轻、或者消除上面所识别的本技术领域中的缺陷中的一个或多个缺陷。这个天线主瓣宽度变更设备包括用于附接到已有的天线设备的装置。天线主瓣宽度变更设备被适配为接收从已有的天线设备发射的无线电信号并且处理所接收的无线电信号，以及使用与已有的天线设备的天线主瓣不同的次级天线主瓣来重新发射所述无线电信号。因此，所公开的天线主瓣宽度变更设备能够被用来变更主瓣形状(即它的宽度)，而无需拆卸或者以其他方式变更已有的天线设备。
根据一个方面，天线主瓣宽度变更设备进一步包括吸收元件，该吸收元件被布置为吸收已有的天线设备的所放射的电磁能量的第一部分，并且传递已有的天线设备的所放射的电磁能量的第二部分。因此，通过所公开的天线主瓣宽度变更设备提供了已有的天线设备的经修改的天线主瓣。
根据一个方面，天线主瓣宽度变更设备包括电介质透镜布置和吸收元件。该电介质透镜布置被布置为将已有的天线设备的所放射的电磁能量从已有的天线引导到经修改的天线孔径中。该吸收元件被布置为吸收已有的天线设备的所放射的电磁能量的第一部分，并且传递已有的天线设备的所放射的电磁能量的第二部分。因此，通过所公开的天线主瓣宽度变更设备提供了已有的天线设备的经修改的天线主瓣。
根据一个方面，天线主瓣宽度变更设备进一步包括具有变化的内尺寸的金属管布置。该金属管布置被适配为将已有的天线设备的所放射的电磁能量从已有的天线的孔径引导到经修改的天线孔径中。因此，通过所公开的天线主瓣宽度变更设备提供了已有的天线设备的经修改的天线主瓣。
根据一个方面，天线主瓣宽度变更设备进一步包括收集器天线、信号管道、以及次级天线。收集器天线被布置为接收已有的天线设备的所放射的电磁能量并且将所述电磁能量经由信号管道转发给次级天线。次级天线进而被布置为使用次级天线主瓣来重新发射该电磁能量。因此，通过所公开的天线主瓣宽度变更设备提供了已有的天线设备的经修改的天线主瓣。
本文所公开的天线主瓣宽度变更设备的各种方面带来了多个优点。例如，通过使用所公开的天线主瓣宽度变更设备，减少了用于额外安装装备的成本，例如具有在安装之后留在现场的可重配置天线的成本，因为所公开的天线主瓣宽度变更设备能够被重新使用。所公开的天线主瓣宽度变更设备还提供了一种通用的天线主瓣重配置设备，其能够被用来生成多个不同的天线主瓣形状、链路增益、频率信道、带宽、以及输出功率电平。
与所公开的天线主瓣宽度变更设备相关联的一个进一步的优点是降低了在定位和天线主瓣的定向期间(即，在无线电链路部署期间)对已有装备的损坏的风险。这部分地归因于如下特征：所公开的用于附接到已有的天线设备的装置，其带来了如下优点：为了将天线重配置为具有较窄的天线主瓣L3，已有的天线不需要以任何方式被拆卸，也不需要从无线电收发机断开。
与所述天线主瓣宽度变更设备相关联的又另一优点是，在经历了对准之后没有剩余的在链路增益上的减少。这主要归因于如下特征：天线主瓣宽度变更设备是附加设备而不是永久固定物。
还存在如下优点：降低了找到仅对于对准无线电收发机设置而不是对于意图用于最终的链路操作的无线电收发机设置而言是最优的位置或者天线主瓣方向的风险，因为相同的无线电在对准期间和最终操作期间都被使用，并且因此在定位和天线主瓣的定向中考虑到了该无线电收发机设置的任何独特性。在相比于操作期间而言在对准期间使用不同无线电的情况中，天线的定位和对准可能基于对准无线电的唯一特性而非故意地被优化，这些特性可以不同于在操作期间所使用的无线电。
附图说明
本公开内容的进一步目标、特征和优点将从以下的详细描述中显现，其中将参考附图更详细地描述本公开内容的一些方面，在附图中：
图1-3示出了非视线无线电链路的示意性框图，以及
图4示出了本公开内容的方法的流程图，以及
图5-6示出了天线主瓣宽度变更设备的实施例，以及
图7示出了天线孔径形状的各种示例。
具体实施方式
后文中将参考附图更加完全地描述本公开内容的各方面。然而，本文所公开的布置、设备和方法能够以许多不同的形式来实现并且不应当解释为被限制于本文阐述的这些方面。附图中的相似标号自始至终指代相似的元件。
本文所使用的术语仅是为了描述本公开内容的特定方面的目的，并且不意图为限制本发明。如本文所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。
图1示出了包括第一收发机布置101’和第二收发机布置102’的无线电链路100的第一方面，第一收发机布置101’和第二收发机布置102’被布置为经由非视线NLOS通信信道进行通信。
注意到，根据一些方面，图1中的NLOS通信信道也包括视线LOS传播路径。
无线电链路100具有一个选择来利用墙壁110’上的反射以及还有第一物体111上的反射、或者经由第二物体112的衍射用于具有定向天线的收发机101’、102’之间的通信。取决于这两个收发机布置101’、102’如何被定位并且取决于所述收发机布置101’、102’的天线如何被定向，该通信信道例如在接收信号功率方面将具有变化的质量。
首先假设第一收发机布置101’的天线初始地被定向朝向墙壁110’上的区域A，并且朝向墙壁110’上的区域A发射第一对准信号。对于光滑的墙壁，反射定律要求输出角β等于入射角γ以便于反射以最小损耗地发生。这并不发生在区域A处，因为γ清楚地不等于β。然而，在墙壁110’上的区域B附近是这种情况，在这里入射角与输出角是相等的，并且在经由第一物体111而示出的传播路径上也是如此，其中所述角被示出为
许多材料(例如，外观材料)对能量分散地进行散射并且因此一些能量有可能也在收发机布置天线的非最优对准时仍然到达了第二收发机布置102’。这种分散散射的一个示例是经由墙壁110’上的区域A的传播。
图1中还示出了两个替换的传播路径。一个这种路径是经由第一物体111上的反射，另一替换选择是经由第二物体112上的衍射。因此，在对收发机布置101’、102’的天线进行定位时，必须基于传播环境来选取位置和天线主瓣方向。这牵涉到选取传播路径、以及相应地对天线进行定位和定向。
在对LOS环境和NLOS环境两者中的定向天线进行定位和定向时传统地经常使用一种迭代式方法。这种迭代式方法牵涉到执行第一粗略的定位和定向，其后第一天线被定向以例如最大化传入信号功率。在这样做的过程中，第一天线的发射天线主瓣也被位移，从而第二天线的接收条件改变。第二天线因此被重定向以例如最大化传入信号功率。这再次改变了第一天线处的接收条件，第一天线被重定向，并且重复该过程直到获得可接受的通信性能度量。
第一收发机布置101’和第二收发机布置102’的成功迭代式对准要求接收信号强度，或者无论哪个其他的性能度量被使用用于定位和定向，在朝向最佳通信条件的方向上移动天线主瓣时单调地增加，即被使用用于评估位置和天线主瓣方向的某个集合的接收信号功率、或者其他性能度量，是方向的单峰函数并且不是天线位置和天线主瓣方向的双峰或多峰函数。
进一步地，当对准信号在不完全平坦并且足够大的表面上被反射时，它将失真，可能具有能量方向图(pattern)中的破裂(break-up)，这使得迭代式对准是冗长的并且有时是困难的，这归因于在接收机处的天线主瓣方向上存在次优状态(sub-optima)。
此外，如果在上面的迭代式过程中初始的粗略定位和定向不具有足够的质量，则不太可能两个天线最终将被重定向在最佳的可能方向上，例如，朝向存在最优反射的区域B。这是因为接收功率可能是恒定的，这归因于沿着墙壁的分散散射而不具有朝向最优反射点的功率梯度。
进一步地，如果第一粗略的位置和方向关于例如经由第一物体111的传播路径而被设置，则不太可能经由迭代将会达到向经由第二物体112的或者经由墙壁110’上的区域B的传播路径的收敛，因为为了在迭代期间从第二接收机布置102’的视点来看是可见的，这些路径将会表示过于微弱的接收信号分量。
处理上面所讨论的NLOS通信问题的一种方式是利用宽主瓣天线来使用低无线电发射频率，即低于大约6GHz，宽主瓣天线通常在方位方向或高度方向上是30-90度，其放射经由通向接收机的许多路径进行传播的能量。这样的系统此后将被称为次6GHz链路。这些系统供应了简单得多的对准过程，因为事实上不要求对准，这归因于天线具有宽的天线主瓣并且也归因于系统经常包括接收机中的数字信号处理器DSP，其被布置为补偿信号沿着从发射机到接收机的不同路径进行传播的效应。
次6GHz系统的一个问题是用于NLOS传播的功率预算是有限的，这归因于对宽主瓣天线的使用。例如，典型的次6GHz的宽主瓣天线能够给出大约15dBi的增益，而典型的在高频(即，高于6GHz)处的窄天线主瓣天线经常能够提供超过30dBi的天线增益。
图2示出了包括第一收发机布置101和第二收发机布置102的无线电链路200的第二示例，第一收发机布置101和第二收发机布置102使用经由反射性物体110上的区域C中的反射的NLOS传播信道来进行通信。第一收发机布置101具有天线主瓣L1240，并且第二收发机布置102具有天线主瓣L2230。
在本文中，比较性的术语“窄”在与天线主瓣宽度有关地被使用时是指天线主瓣在方位角或高度角或者两者上的以度为单位所测量的宽度。
在本文中，比较性的术语“宽”在与天线主瓣宽度有关地被使用时是指天线主瓣在方位角或高度角或者两者上的以度为单位所测量的宽度。
根据一个方面，第一天线主瓣L1240相比于第二天线主瓣L2230而言是宽天线主瓣，即在方位方向上近似为20-90度。因此，天线主瓣L1240辐射电磁能量而覆盖比更窄的天线主瓣L2230更大的区域。因此，相比于从第一收发机布置101，从第二收发机布置102的视点来看，更多的替换性传播路径有可能是可见的。
根据进一步的方面，第二收发机布置102利用了至少在方位方向上均匀地进行辐射的无向性天线。那么，第二天线主瓣L1至少在方位方向上具有360度的宽度，因此以均匀的方式覆盖了整个周围。
图2因此图示了一个NLOS信道的顶视图，在该NLOS信道中，宽的第一天线主瓣240被用来找到反射性物体110’上关于进行接收的第二天线220而言的适合反射点。
当反射性物体110的足够大的部分被照射电磁能量时，第二收发机布置102的较窄天线主瓣的对准变得较不复杂，因为在这种情况中，满足所要求的输入角等于输出角的条件的反射点被宽的天线主瓣L1所照射，并且因此提供最大功率接收信号，假定第二天线正确地被对准，即对应于被定向朝向反射性物体110上的区域C2。
因为在第二收发机布置102处的较窄主瓣天线现在被定向朝向反射性物体110上的适合区域，即区域C2，并且没有被定向朝向如区域C1或区域C3的次优区域，所以在第一收发机布置101处的宽主瓣天线能够被修改为较窄的主瓣天线，于是天线的定位和天线主瓣的定向能够以常规的方式来执行，可能甚至是使用上面所描述的迭代式方法。这在下面关于图3更详细地被示出和讨论。
宽主瓣天线的覆盖当然能够在水平维度和垂直维度两者(即高度角和方位角两者)上加以延伸，但是取决于NLOS环境，可能有益的是利用具有宽的水平天线主瓣但是具有窄的垂直天线主瓣的扇区天线，以便于改进天线增益。
应当注意，通过NLOS信道的路径可能是不稳定的，即使在对准过程的开始期间它在例如接收信号功能的方面示出了有希望的性能度量。在原理上，在相长干涉(constructiveinterference)碰巧出现在宽主瓣天线的某些设定时的场合，功率最大值可能从多径干涉中产生。如果这一点发生，在将宽的主瓣天线替代为较窄的主瓣天线之后，路径可能表现良好或者可能不是表现良好。作为一个示例，经由区域C1和C3进行传播的两个路径可能同相地到达第二天线230，因此导致潜在强的接收信号。然而，这个强的接收信号在频率上将不是稳定的。在双路径信道中，诸如通过从第一天线210经由区域C1和C3两者上的反射而到第二天线220的传播所创建的信道，传播增益将表现的像在双路径信道模型中那样，当在频域中进行考虑时，双路径信道模型在传播增益中展现了规律隔开的陷波(notch)。
进一步地，即使对于窄主瓣天线也存在功率最大值，如果传播条件改变，它可能消失在时间上的某个点处。这可能发生是归因于环境改变，诸如温度或湿度上的改变，或者归因于障碍物上的小的物理改变，诸如建筑物的墙壁上的窗户的打开或关闭。
用以说明这种效应的一种简单表征是通过稳定性度量(例如，在时间上的接收信号功率、最小平方误差、MSE、互信息、或者其他性能度量)来测量性能度量的稳定性，并且随后也基于这个稳定性来选取最优对准。
根据一个方面，稳定性度量由性能度量的方差的测量来表示。
根据一个方面，用来表示稳定性度量的方差的测量被计算为来自性能度量的均值的均方偏差。
探究所发现的有希望的给定天线的天线位置和主瓣方向的质量的另一方式是，测量信道在提供最优功率的天线设定处的频率带宽。能够使用与宽的带宽信号(即高比特率或者宽带信号)对准的常规无线电，并且测量接收功率或者诸如MSE或数据链路容量的另一质量测量，并且随后与具有较低带宽的信号进行比较，来完成这一点。另一种可能性是利用窄的带宽信号来扫描大的频带并且测量性能度量在这个宽带上如何变化。
当然，归因于法规，在可用带宽中可能存在限制，但是一些频带(例如，在60GHz或更高的频带)至少允许临时的宽的带宽扫描。用以获得传播路径(即，一组天线位置和天线主瓣方向)的质量测量的又另一替换方式是，在观测所计算的性能度量时略微地修改路径长度。能够通过以受控方式或随机方式在空间上移动天线(发射天线或者接收天线)以便于以至少射频载波的波长的分数来改变NLOS路径长度，来完成这一点。在上面的质量分析设置中的任何一种中，性能度量在扫描或移动期间应当被记录。对于稳定的高质量传播路径，性能度量在完整的扫描/移动上应当是稳定的，而对于由多径干涉所创建的功率最大值，性能度量能够被预期为随着位置而显著地变化。
图2中还示出了对准工具260、250。这些对准工具250、260根据一个方面被布置为分别生成第一对准信号和第二对准信号。这些对准信号然后被布置为分别由第一无线电收发机201和第二无线电收发机202通过第一天线210和第二天线220发射。
由对准工具250、260生成第一对准信号和第二对准信号的一种替换方式是，由第一无线电收发机201和第二无线电收发机202生成第一对准信号和第二对准信号。
根据一个方面，对准工具250、260进一步被布置为分别接收第一对准信号和第二对准信号，并且处理所述对准信号以便于确定至少一个性能度量。该至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：在收发机之间所测量的接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及互信息。以这种方式，对准工具能够被用来确定第一天线210和第二天线220中的任一个或者两者的给定位置和方向的适合性。第一天线210和第二天线220的位置和方向然后能够被改变，并且性能度量上的对应改变被记录。因此，位置或方向上的改变能够被评估。
根据一个方面，通过被应用到接收对准信号的功率检测器来测量接收信号功率。
根据一个方面，使用被布置为对第一对准信号中和第二对准信号中包括的经调制的信息符号进行检测的检测器来测量检测均方误差。均方误差然后被计算为所接收的信息符号值与对应的所检测的信息符号值之间的差异的平方的均值。所述信息符号根据一个方面是使用正交幅度QAM调制或者相移键控PSK调制而被调制的。
根据一个方面，使用被布置为对第一对准信号中和第二对准信号中包括的经调制的信息符号进行检测的检测器来测量误比特率BER。每个所检测的信息符号被映射到所检测的数据比特的预定序列，并且与数据比特的已知序列进行比较。BER然后被计算为错误的所检测的数据比特相比于正确检测的数据比特的比率。
根据一个方面，使用映射到所发射的信息比特的已知序列的信息符号的已知序列，来测量第一收发机101与第二收发机102之间的互信息。该已知的信息符号序列被包括在第一对准信号和第二对准信号中。互信息是在加性白高斯噪声的假设下被测量的。
图3示出了天线对准的第二阶段，即在第一收发机101处使用宽天线主瓣之后的阶段。在图3中，天线主瓣L1240已经被重配置为天线主瓣L3320，天线主瓣L3320相比于天线主瓣L1240而言具有较窄的天线主瓣。
根据多个方面，第一无线电天线220包括垂直极化天线和水平极化天线中的任一项或者两者。第二无线电天线210也包括垂直极化天线和水平极化天线中的任一项或者两者。在本公开内容的这样的方面中，第一天线220和第二天线210的定位构成了在水平极化和垂直极化上的独立定位。
图3还示出了包括第一无线电收发机201、对准工具260、以及第一天线210的第一收发机布置101，第一天线210被布置为在具有天线主瓣L1240与具有天线主瓣L3320之间是可重配置的。第一无线电收发机201被布置为使用天线主瓣L1240从第一天线210发射第一对准信号。第一无线电收发机201还被适配为使用天线主瓣L3320通过第一天线210来接收第二对准信号。对准工具260被适配为，基于作为第一天线210的位置和天线主瓣L3320的方向的函数的第二对准信号，来测量至少一个性能度量。该至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及互信息。
根据一个方面，对准工具260还被适配为基于该至少一个所评估的性能度量，来选择第一天线210的优选位置以及天线主瓣L3320的优选方向。
图3进一步示出了包括第二无线电收发机201、第二天线220、以及对准工具250的第二收发机布置102。第二天线220被配置为是具有在方向上可调整的天线主瓣L2230的定向天线。第二无线电收发机202被适配为通过第二天线220来接收第一对准信号。对准工具250被适配为，基于作为第二天线220的位置和天线主瓣L2230的方向的函数的第一对准信号，来测量至少一个性能度量。该至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及接收机互信息。第二无线电收发机202还被布置为通过第二天线220来发射第二对准信号。
根据一个方面，对准工具250还被适配为基于该至少一个所评估的性能度量，来选择第二天线220的优选位置以及天线主瓣L2230的优选方向。
图4示出了本公开内容的用于定位第一无线电天线210和第二无线电天线220的方法400的流程图。方法400包括步骤：将第一天线210配置S1为具有天线主瓣L1，以及还将第二天线220配置S2为是具有天线主瓣L2230的定向天线。该方法还包括步骤：将第一对准信号从第一天线210发射S3给第二天线220，之后是步骤：基于所接收的第一对准信号来定位S4第二天线220。
因为天线主瓣L1是比较宽的，所以周围环境的更大部分被来自第一无线电天线210的所发射的电磁能量所照射。因此，当第二无线电天线220在不同位置之间移动时，以及当通过对天线主瓣L2进行定向来扫描变化的方位角和高度角时，能够从第二无线电天线220的视点看到更大数目的潜在反射体区域。
方法400然后包括步骤：将第一天线210重配置S5为是具有天线主瓣L3320的定向天线，天线主瓣L3具有比天线主瓣L1窄的天线主瓣宽度。
根据一个方面，方法400进一步包括：将第二对准信号从第二天线220发射S6给第一天线210，以及基于所接收的第二对准信号来定位S7第一天线210。
现在，在对具有天线主瓣L3的第一天线210进行定位和定向的阶段中，能够使用更多的传统方法。这是可能的，因为在方法400的第一阶段中已经选择了有希望的反射体。
因此，第一收发机布置101与第二收发机布置102之间的通信链路基于周围的传播环境而被优化。
应当注意，尽管没有示出第一无线电天线210与第二无线电天线220之间的视线LOS传播路径，但是这决不意味着将本公开内容仅限制于NLOS通信。相反地，NLOS通信信道在本文中根据多个方面被假设也包括LOS传播路径。
如上面已经提到的，天线主瓣在方位角和高度角上的定向有时被称为无线电天线的对准，即使所述定向不是关于天线之间的视线LOS来执行的。因此，在本文中，无线电天线的对准是指一个或若干天线主瓣关于一个或若干入站无线电信号的定向，并且不必然是指关于另一天线的物理地点或方向的定向。
因此，根据一个方面，定位S4第二天线220的步骤进一步包括：将第二天线220关于第一对准信号进行对准，并且定位S7第一天线210的步骤进一步包括：将第一天线210关于第二对准信号进行对准。
根据一个方面，第一天线210和第二天线220是被适配用于在非视线NLOS条件下的通信的无线电天线。
根据一个方面，方法400进一步包括引导性步骤：将第一天线210配置S21为是具有天线主瓣L1240的定向天线，并且重配置S5第一天线210的进一步步骤还包括：将第一天线210修改为具有天线主瓣L3320，该天线主瓣L3320构成了具有比天线主瓣L1240更高的天线增益的更窄主瓣。
根据一个方面，方法400还包括引导性步骤：将第一天线210配置S22为是具有均匀且全向的天线主瓣L1的全向天线。重配置S5第一天线210的进一步步骤还包括：将第一天线210修改为是具有天线主瓣L3320的定向天线。
如还是在图4中所示出的，定位S4第二天线220的步骤根据一个方面包括步骤：基于所接收的第一对准信号，在高度角和方位角上定向S41第二天线220的天线主瓣L2230。此外，定位S7第一天线210的步骤进一步包括：基于所接收的第二对准信号，在高度角和方位角上定向S71第一天线210的天线主瓣L3320。
本公开内容的一个关键方面涉及在实际的部署场景中获得相比于已有的天线主瓣宽度而言更宽的天线主瓣。
本公开内容的一个方面因此是，将意图与无线电链路装备一起安装的窄主瓣天线临时地替代为被布置为根据本技术来简化天线的定位和定向的较宽主瓣天线。
根据一个方面，重配置S5的步骤还包括：通过具有天线主瓣L3320的定向天线来替代初始地所部署的具有天线主瓣L1240的第一天线210。
某些无线电收发机经由开放波导天线接口而连接到天线，开放波导天线接口允许天线从无线电收发机布置脱离。因此，一些这样的开放波导天线接口允许从无线电收发机断开天线并且使用波导接口它自己作为天线。对专门设计的天线的一种较不复杂的替换方式因此是，使天线脱离并且使用来自无线电单元的开放波导在适合的方向上进行辐射。
因此，根据一个方面，并且假设上面提到的开放波导天线接口存在，将第一天线210配置S1为具有天线主瓣L1的步骤还包括：当没有天线被连接到开放波导天线接口时，使用具有被配置为生成天线主瓣L1240的所述波导天线接口的无线电收发机。此外，重配置S5的步骤包括：当连接到无线电收发机波导天线接口时，连接被适配为生成天线主瓣L3320的定向天线。
另一方面涉及将宽主瓣天线选择包括到无线电链路装备中。这可以例如在天线外壳内机械地被完成。
又另一方面使用可转向(steerable)的天线阵列，其中包括主瓣的天线方向图能够由转向单元来控制。
根据一个方面，第一天线210包括具有可转向的天线方向图的天线阵列，并且重配置S5的步骤包括：将所述天线方向图从包括天线主瓣L1240的天线方向图转向为包括天线主瓣L3320的定向天线方向图。
进一步的方面涉及将附加单元附接到已有的窄主瓣天线，该附加单元适当地加宽了天线主瓣。下面将关于图5-7来进一步讨论所述附加单元的多个方面。
根据一个方面，重配置S5的步骤包括：使用包括用于附接505到已有的天线设备520的装置的天线主瓣宽度变更设备500、500’、600、600’。天线主瓣宽度变更设备500、500’、600、600’被适配为接收从已有的天线设备520发射的无线电信号并且处理所接收的无线电信号，并且使用与已有的天线设备520的天线主瓣不同的次级天线主瓣来重新发射该无线电信号。
因此，该天线主瓣宽度变更设备能够加宽已有的天线设备的天线主瓣，而无需拆卸或者以其他方式变更已有的天线。
根据所公开的方法的多个方面，该方法还包括步骤：评估作为天线的位置以及所述天线的主瓣方向的函数的至少一个性能度量。该至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及互信息。定位第二天线的步骤还包括：基于该至少一个所评估的性能度量，来选择天线的主瓣的优选方向。
根据一个方面，该优选方向是产生最高的(即，最有利的)性能度量的方向。
根据一些方面，所公开的方法还包括步骤：在预定的持续时间上评估上面提到的至少一个性能度量，以确定该至少一个性能度量的第一稳定性度量。对天线的主瓣的优选方向的选择进一步基于所述第一稳定性度量。
此外，所公开的方法根据一些方面包括步骤：在预定的频率范围上评估所述至少一个性能度量，以确定该至少一个性能度量的第二稳定性度量。对天线的主瓣的优选位置的选择进一步基于所述第二稳定性度量。
图5a示出了天线主瓣宽度变更设备500的第一方面。这里使用了临时附接的布置，该布置临时地将屏蔽和吸收元件540添加到已有的天线520上，吸收元件540被布置为仅传递出自天线的所放射的电磁场的最中心部分。在这样做的过程中，相比于当天线主瓣宽度变更设备500没有被附接时由已有的天线520生成的波束而言，生成了更宽的波束。
根据一个方面，天线主瓣宽度变更设备500进一步包括吸收元件541，吸收元件541被布置为吸收已有的天线设备520的所放射的电磁能量的第一部分并且传递已有的天线设备520的所放射的电磁能量的第二部分，因此提供了已有的天线设备520的经修改的天线主瓣。
图5b示出了天线主瓣宽度变更设备500’的第二方面。根据这个方面，电介质透镜布置551、553被用来减少吸收元件550中的功率损耗。
根据一个方面，天线主瓣宽度变更设备500’进一步包括电介质透镜布置551、553和吸收元件550。电介质透镜布置551、553被布置为将已有的天线设备520的所放射的电磁能量从已有的天线520引导到经修改的天线孔径542中。吸收元件550被布置为吸收已有的天线设备520的所放射的电磁能量的第一部分并且传递已有的天线设备520的所放射的电磁能量的第二部分，因此提供了已有的天线设备520的经修改的天线主瓣。
图6a示出了天线主瓣宽度变更设备600的第三方面。这里采用变化的金属管610来变换从已有的天线520放射的电磁场。所述方面的原理是反向喇叭天线的功能。
因此，根据一个方面，天线主瓣宽度变更设备600还包括具有变化的内尺寸d的金属管布置610。金属管布置610被适配为将已有的天线设备520的所放射的电磁能量从已有的天线520的孔径引导到经修改的天线孔径542中，因此提供了已有的天线设备520的经修改的天线主瓣。
图6b示出了天线主瓣宽度变更设备600’的第四方面。根据这个方面，收集器天线620拾取从已有的天线520发射的电磁场并且将它经由信号管道625递送给次级天线630，次级天线630被布置为使用相比于已有的天线520的天线主瓣而言更宽的天线主瓣来重新发射所述电磁场。
根据一个方面，天线主瓣宽度变更设备600’进一步包括收集器天线620、信号管道625、以及次级天线630。收集器天线620被布置为接收已有的天线设备520的所放射的电磁能量并且将所述电磁能量经由信号管道625转发给次级天线630。次级天线630被布置为使用次级天线主瓣来重新发射该电磁能量，因此提供了已有的天线设备520的经修改的天线主瓣。
图7a-7c示出了本公开内容的各种天线示例开口542’、542”、542”’。这些天线开口能够与图5中以及图6中所示出的天线主瓣宽度变更设备500、500’、600、600’中的任一个一起使用。然而，注意本公开内容不限制于仅这些开口，而是在不失去功能的情况下能够使用各种各样的开口。因此，圆形开口542’、椭圆开口542”、以及矩形开口被使用在所公开的天线主瓣宽度变更设备500、500’、600、600’的各种方面中。
图7a-7c进一步示出了吸收材料540’、540”、540”’的各种几何结构。
参考附图(例如，框图和/或流程图)描述了本公开内容的多个方面。所理解的是，附图中的若干实体(例如，框图中的框)以及还有附图中的实体的组合能够由计算机程序指令来实施，这些指令能够被存储在计算机可读存储器中，并且还被加载到计算机或其他可编程数据处理装置上。这样的计算机程序指令能够被提供给通用计算机、专用计算机、和/或其他可编程数据处理装置的处理器以产生一种机器，从而经由计算机和/或其他可编程数据处理装置的处理器进行执行的这些指令创建用于实施框图和/或流程图框或多个流程图框中指定的功能/动作的装置。
在一些实施方式中并且根据本公开内容的一些方面，多个框中所提及的功能或步骤能够不按操作图示中所指出的顺序来发生。例如，接连示出的两个框可能实际上大体并发地被执行，或者这些框有时可能按逆向顺序被执行，这取决于所涉及的功能/动作。此外，多个框中所提及的功能或步骤根据本公开内容的一些方面能够在循环中连续地被执行。
在附图和说明书中，已经公开了本公开内容的示例性方面。然而，不大幅地偏离本公开内容的原理，能够对这些方面作出许多变化和修改。因此，本公开内容应当视为说明性而非局限性的，并且不视为被限制于上面所讨论的特定方面。因此，尽管采用了具体的术语，但是它们仅在一般性和描述性的意义上被使用并且不用于限制的目的。

Claims (27)

1.一种用于定位第一无线电天线(210)和第二无线电天线(220)的方法(400)，所述方法(400)包括步骤：
·将所述第一天线(210)配置(S1)为具有天线主瓣L1；
·将所述第二天线(220)配置(S2)为是具有天线主瓣L2(230)的定向天线；
·将第一对准信号从所述第一天线(210)发射(S3)给所述第二天线(220)；
·基于所接收的第一对准信号来定位(S4)所述第二天线(220)；
·将所述第一天线(210)重配置(S5)为是具有天线主瓣L3(320)的定向天线，所述天线主瓣L3具有比所述天线主瓣L1窄的主瓣宽度。
2.根据权利要求1所述的方法(400)，进一步包括步骤：
·将第二对准信号从所述第二天线(220)发射(S6)给所述第一天线(210)；
·基于所接收的第二对准信号来定位(S7)所述第一天线(210)。
3.根据权利要求2所述的方法(400)，其中定位(S4)所述第二天线(220)的步骤进一步包括步骤：基于所接收的第一对准信号，在高度角和方位角上定向(S41)所述第二天线(220)的所述天线主瓣L2(230)，并且其中定位(S7)所述第一天线(210)的步骤进一步包括：基于所接收的第二对准信号，在高度角和方位角上定向(S71)所述第一天线(210)的所述天线主瓣L3(320)。
4.根据权利要求2-3中任一项所述的方法(400)，其中定位(S4)所述第二天线(220)的步骤进一步包括：将所述第二天线(220)关于所述第一对准信号进行对准，并且其中定位(S7)所述第一天线(210)的步骤进一步包括：将所述第一天线(210)关于所述第二对准信号进行对准。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法(400)，其中所述第一天线(210)和所述第二天线(220)构成被适配用于非视线NLOS条件下的通信的无线电天线。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法(400)，进一步包括引导性步骤：将所述第一天线(210)配置(S21)为是具有所述天线主瓣L1(240)的定向天线，并且其中重配置(S5)所述第一天线(210)的进一步步骤包括：将所述第一天线(210)修改为具有天线主瓣L3(320)，所述天线主瓣L3(320)具有比所述天线主瓣L1(240)窄的天线主瓣宽度和高的天线增益。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的方法(400)，进一步包括引导性步骤：将所述第一天线(210)配置(S22)为是具有均匀且全向的天线主瓣L1的全向天线，并且其中重配置(S5)所述第一天线(210)的进一步步骤包括：将所述第一天线(210)修改为是具有所述天线主瓣L3(320)的定向天线。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的方法(400)，其中所述第一天线(210)包括具有可转向天线方向图的天线阵列，并且其中重配置(S5)的步骤包括：将所述天线方向图从包括所述天线主瓣L1(240)的天线方向图转向为包括所述天线主瓣L3(320)的定向天线方向图。
9.根据权利要求1-6中任一项所述的方法(400)，其中将所述第一天线(210)配置(S1)为具有天线主瓣L1的步骤包括：当没有天线被连接到开放波导天线接口时，使用具有被配置为生成所述天线主瓣L1(240)的所述波导天线接口的第一无线电收发机(201)，并且其中重配置(S5)的步骤包括：当连接到所述无线电收发机波导天线接口时，连接被适配为生成所述天线主瓣L3(320)的定向天线。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的方法(400)，其中重配置(S5)的步骤包括：使用包括用于附接(505)到已有的天线设备(520)的装置的天线主瓣宽度变更设备(500、500’、600、600’)，所述天线主瓣宽度变更设备(500、500’、600、600’)被适配为接收从所述已有的天线设备(520)发射的无线电信号并且处理所接收的无线电信号，并且使用与所述已有的天线设备(520)的天线主瓣不同的次级天线主瓣来重新发射所述无线电信号。
11.根据权利要求1-7中任一项所述的方法(400)，其中重配置(S5)的步骤包括：由具有所述天线主瓣L3(320)的定向天线来替代初始部署的具有所述天线主瓣L1(240)的第一天线(210)。
12.根据权利要求3-11中任一项所述的方法(400)，其中定向(S41)所述天线主瓣L2(230)的步骤进一步包括：评估作为所述第二天线(220)的位置以及所述天线主瓣L2的方向的函数的至少一个性能度量，所述至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及互信息，定位(S4)所述第二天线(220)的步骤还包括：基于所评估的所述至少一个性能度量，来选择所述天线主瓣L2(230)的优选方向。
13.根据权利要求12所述的方法(400)，其中定向(S71)所述天线主瓣L3(320)的步骤进一步包括：评估作为所述第一天线(210)的位置以及所述天线主瓣L3(320)的方向的函数的至少一个性能度量，所述至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及互信息，定位(S7)所述第一天线(210)的步骤还包括：基于所评估的所述至少一个性能度量，来选择所述天线主瓣L3(320)的优选方向。
14.根据权利要求13所述的方法(400)，其中定向(S41)所述天线主瓣L2(230)的步骤和定向(S71)所述天线主瓣L3(320)的步骤两者进一步包括：在预定的持续时间上评估所述至少一个性能度量以确定所述至少一个性能度量的第一稳定性度量，并且其中对所述天线主瓣L2(230)和所述天线主瓣L3(320)的优选方向的选择进一步基于所述第一稳定性度量。
15.根据权利要求13-14中任一项所述的方法(400)，其中定向(S41)所述天线主瓣L2(230)的步骤和定向(S71)所述天线主瓣L3(320)的步骤两者进一步包括：在预定的频率范围上评估所述至少一个性能度量以确定所述至少一个性能度量的第二稳定性度量，并且其中对所述天线主瓣L2(230)和所述天线主瓣L3(320)的优选位置的选择进一步基于所述第二稳定性度量。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法(400)，所述第一无线电天线(220)包括垂直极化天线和水平极化天线中的任一项或者两者，所述第二无线电天线(210)包括垂直极化天线和水平极化天线中的任一项或者两者，并且其中定位所述第一天线(220)和所述第二天线(210)的步骤(S4、S7)包括在水平极化和垂直极化上的独立定位。
17.一种第一收发机布置(101)，包括第一无线电收发机(201)、连接到所述第一无线电收发机(201)的对准工具(260)、以及第一天线(210)，所述第一天线(210)被布置为在具有天线主瓣L1(240)与具有天线主瓣L3(320)之间是可重配置的，所述第一无线电收发机(201)被布置为使用所述天线主瓣L1(240)从所述第一天线(210)发射第一对准信号，所述第一无线电收发机(201)进一步被适配为使用所述天线主瓣L3(320)通过所述第一天线(210)来接收第二对准信号，所述对准工具(260)被适配为基于作为所述第一天线(210)的位置和所述天线主瓣L3(320)的方向的函数的所述第二对准信号来测量至少一个性能度量，所述至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及互信息。
18.一种第二收发机布置(102)，包括第二无线电收发机(202)、第二天线(220)、以及连接到所述第二无线电收发机(202)的对准工具(250)，所述第二天线(220)被配置为是具有在方向上可调整的天线主瓣L2(230)的定向天线，所述第二无线电收发机(202)被适配为通过所述第二天线(220)来接收第一对准信号，所述对准工具(250)被适配为基于作为所述第二天线(220)的位置和所述天线主瓣L2(230)的方向的函数的所述第一对准信号来测量至少一个性能度量，所述至少一个性能度量包括以下各项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、以及接收机互信息，所述第二无线电收发机(202)进一步被布置为通过所述第二天线(220)来发射第二对准信号。
19.一种天线主瓣宽度变更设备(500、500’、600、600’)，包括用于附接(505)到已有的天线设备(520)的装置，所述天线主瓣宽度变更设备(500、500’、600、600’)被适配为接收从已有的天线设备(520)发射的无线电信号并且处理所接收的无线电信号，并且使用与所述已有的天线设备(520)的天线主瓣不同的次级天线主瓣来重新发射所述无线电信号。
20.根据权利要求10所述的方法(400)，其中所述天线主瓣宽度变更设备(500)进一步包括吸收元件(541)，所述吸收元件(541)被布置为吸收所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量的第一部分并且传递所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量的第二部分，因此提供所述已有的天线设备(520)的经修改的天线主瓣。
21.根据权利要求10所述的方法(400)，其中所述天线主瓣宽度变更设备(500’)进一步包括电介质透镜布置(551、553)和吸收元件(550)，所述电介质透镜布置(551、553)被布置为将所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量从所述已有的天线(520)引导到经修改的天线孔径(542)中，所述吸收元件(550)被布置为吸收所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量的第一部分并且传递所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量的第二部分，因此提供所述已有的天线设备(520)的经修改的天线主瓣。
22.根据权利要求10所述的方法(400)，其中所述天线主瓣宽度变更设备(600)进一步包括具有变化的内尺寸(d)的金属管布置(610)，所述金属管布置(610)被适配为将所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量从所述已有的天线(520)的孔径引导到经修改的天线孔径(542)中，因此提供所述已有的天线设备(520)的经修改的天线主瓣。
23.根据权利要求10所述的方法(400)，其中所述天线主瓣宽度变更设备(600’)进一步包括收集器天线(620)、信号管道(625)、以及次级天线(630)，所述收集器天线(620)被布置为接收所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量并且将所述电磁能量经由所述信号管道(625)转发给所述次级天线(630)，所述次级天线(630)被布置为使用次级天线主瓣来重新发射所述电磁能量，因此提供所述已有的天线设备(520)的经修改的天线主瓣。
24.根据权利要求19所述的设备，其中所述天线主瓣宽度变更设备(500)进一步包括吸收元件(541)，所述吸收元件(541)被布置为吸收所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量的第一部分并且传递所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量的第二部分，因此提供所述已有的天线设备(520)的经修改的天线主瓣。
25.根据权利要求19所述的设备，其中所述天线主瓣宽度变更设备(500’)进一步包括电介质透镜布置(551、553)和吸收元件(550)，所述电介质透镜布置(551、553)被布置为将所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量从所述已有的天线(520)引导到经修改的天线孔径(542)中，所述吸收元件(550)被布置为吸收所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量的第一部分并且传递所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量的第二部分，因此提供所述已有的天线设备(520)的经修改的天线主瓣。
26.根据权利要求19所述的设备，其中所述天线主瓣宽度变更设备(600)进一步包括具有变化的内尺寸(d)的金属管布置(610)，所述金属管布置(610)被适配为将所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量从所述已有的天线(520)的孔径引导到经修改的天线孔径(542)中，因此提供所述已有的天线设备(520)的经修改的天线主瓣。
27.根据权利要求19所述的设备，其中所述天线主瓣宽度变更设备(600’)进一步包括收集器天线(620)、信号管道(625)、以及次级天线(630)，所述收集器天线(620)被布置为接收所述已有的天线设备(520)的所放射的电磁能量并且将所述电磁能量经由所述信号管道(625)转发给所述次级天线(630)，所述次级天线(630)被布置为使用次级天线主瓣来重新发射所述电磁能量，因此提供所述已有的天线设备(520)的经修改的天线主瓣。
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