CN105161850B - 一种定向天线装置的对接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种定向天线装置的对接方法，包括下述步骤：（1）测定两定向天线装置的经纬度信息，确认定向天线对接部署的空间方向；（2）测定两定向天线装置间的距离；（3）计算两定向装置间的地球曲率；（4）测定两定向天线装置的海拔高度，计算定向天线装置的天线俯仰角；或者测定两定向天线装置一端的海拔高度和天线俯仰角，计算定向天线装置另一端设备安装的有效海拔高度和对应天线俯仰角。本发明根据定向天线装置的距离、海拔高度或者俯仰角，将对接相关重要参数量化，有助于实现定向天线装置的准确、快速对接和无线设备部署网络规划的有效性核定。
Description
技术领域
本发明涉及一种定向天线装置的对接方法，属于无线通信技术领域。
背景技术
由于定向天线具有在水平方向图上表现为有一定角度范围辐射，在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束的特点，实现定向天线装置的准确对接，特别是远距离设备间的对接一直较为困难。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种定向天线装置的对接方法，通过测定关键值环境建模和将算法抽象公式化，实现定向天线装置安装对接量化和精准化。
技术方案：一种定向天线装置的对接方法，包括下述步骤：
(1)测定两定向天线装置的经纬度信息，确认定向天线对接部署的空间方向。
(2)测定两定向天线装置间的距离D。
(3)计算两定向天线装置间的地球曲率φ，具体计算公式为：
其中，π为圆周率，D为两定向天线装置间的距离，△D为D的误差修正值，R为地球半径。
(4)测定两定向天线装置的海拔高度H1和H2，计算定向天线装置H1端和H2端的天线俯仰角，这有助于在有限高要求的特定环境下(如机场周围建筑物等)达到快速、最优安装部署和对接。
计算H1端天线俯仰角α1，具体计算公式为：
其中，△H1为H1的误差修正值，△H2为H2的误差修正值，R为地球半径，φ为地球曲率。
计算H2端天线俯仰角α2，具体计算公式为：
其中，△H1为H1的误差修正值，△H2为H2的误差修正值，φ为地球曲率，R为地球半径。
或者，测定两定向天线装置一端的海拔高度H1和对应的天线俯仰角α，计算定向天线装置另一端安装的有效海拔高度H2和对应的天线俯仰角，这有助于在需要控制天线俯仰角来避免多电磁波在同一三维空间内的干扰的情况下(如人口密集存在多电磁波设备共存的区域)达到快速、最优安装部署和对接。
首先计算有效海拔高度H2，具体计算公式为：
其中，△H1为H1的误差修正值，φ为地球曲率，R为地球半径。
得到H2后，再结合H1利用公式3计算出H2端的天线俯仰角。
在无线设备部署的网络规划中，设定两定向天线装置一端的海拔高度H1和对应的天线俯仰角α的情况下，可以确定定向装置另一端海拔高度的有效区间值[minH2,maxH2]，这有助于核定网络规划的有效性，其具体计算公式为：
其中，θ为天线波束宽度，△H1为H1的误差修正值，D为两定向天线装置间的距离，△D为D的误差修正值。
有益效果：本发明提出的定向天线装置的对接方法，根据定向天线装置的距离、海拔高度或者俯仰角，将对接相关重要参数量化，有助于实现定向天线装置的准确、快速对接和无线设备部署网络规划的有效性核定。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
定向天线安装对接需要确定两定向天线装置间的距离D，天线的海拔高度H1、H2，以及天线的俯仰角α。
本发明提出的定向天线装置的对接方法，包括以下步骤：
(1)通过设备测定两定向天线装置的经纬度信息，确认定向天线对接部署的空间方向。
(2)通过设备测定两定向天线装置间的距离D。
(3)通过相关计算公式计算获取两定向装置间的地球曲率φ，具体计算公式为：
其中，π为圆周率，D为两定向天线装置间的距离，△D为D的误差修正值，R为地球半径。
(4)在有限高要求的特定环境下，测定两定向天线装置的海拔高度H1和H2，计算出定向天线装置H1端的天线俯仰角α1，具体计算公式为：
其中，△H1为H1的误差修正值，△H2为H2的误差修正值，R为地球半径，φ为地球曲率。再采用同样的算法计算出定向天线装置H2端的天线俯仰角α2，具体计算公式为：
其中，△H1为H1的误差修正值，△H2为H2的误差修正值，φ为地球曲率，R为地球半径。
在需要控制天线俯仰角来避免多电磁波干扰的情况下，测定两定向天线装置一端的海拔高度H1和对应的天线俯仰角α，计算出定向天线装置另一端安装的有效海拔高度H2，具体计算公式为：
其中，△H1为H1的误差修正值，φ为地球曲率，R为地球半径。得到H2后，结合H1计算出H2端的天线俯仰角。
在无线设备部署的网络规划中，设定两定向天线装置一端的海拔高度H1和对应的天线俯仰角α，确定定向装置另一端海拔高度的有效区间值[minH2,maxH2]可以核定网规的有效性，具体计算公式为：
其中，θ为天线波束宽度，D为两定向天线装置间的距离，△D为D的误差修正值，△H1为H1的误差修正值。
为了进一步说明本发明，给出了具体的实施细节，同时附加信号场强的测量进一步佐证对接的有效性和准确性。在本实施例中，测试设备安装点选择在两地大型高楼的楼顶天线塔上，无线收发设备的收发天线口径θ为0.3米，增益为GT＝GR＝35dB，半功率角为3.5，收发馈缆损耗为ILT＝ILR＝0.8dB，发射机输出功率为Pt＝30dBm，两地的收发设备的距离D为20.53Km，收发设备的距离误差为ΔD＝3M，载波频率为FC＝45.125GHz。本实施例中测量点所处位置非赤道和两极地区，依据国际权威机构统计，赤道地区半径为6378.137km，两极地区半径为6356.752km，全球其他地区平均半径为6371.012km，故两点距离所处的地球半径R为6371.012km。为了测量的有效性，本实施例采集多组数据进行测试描述。
已知发送端设备安装天塔的天线1的海拔高度H1分别为320M,325M,330M，天线1的高度误差为ΔH1＝0.05M，接收端设备安装天塔的天线2的海拔高度H2分别为350M,355M,360M，天线2的高度误差为ΔH2＝0.08M，在收发天线不同的高度组合下，通过公式2和公式3计算出收发天线的俯仰角，记录如表1所示。
表1 H1和H2不同组合下收发天线的俯仰角
为了佐证对接计算数据的有效性和准确性，在上述不同高度下，对天线进行相应的俯仰角调整完成对接，并在接收端测量接收到的发送端传输的无线信号的场强，记录如表2所示。
表2 H1和H2不同组合下接收端接收到的无线信号的场强
基于上述外场环境，已知发送端设备安装天塔的天线1的海拔高度H1分别为320M,325M,330M，天线1的高度误差为ΔH1＝0.05M，天线2的高度误差为ΔH2＝0.08M，改变发送端的天线俯仰角α1，在不同的高度和俯仰角组合下，通过公式4计算出接收端天线2的最佳高度H2，再通过公式3计算出接收端天线2的最佳俯仰角α2，记录如表3所示。
表3 H1和α1不同组合下接收端天线的海拔高度和俯仰角
为了佐证对接计算数据的有效性和准确性，在上述不同发射天线高度和俯仰角下，调整接收天线的最佳高度和俯仰角完成对接，并在接收端测量接收到的发送端传输的无线信号的场强，记录如表4所示。
表4 H1和α1不同组合下接收端接收到的无线信号的场强
以上测试都是在天气气象良好，收发设备间采用高空传输且无其他物体阻挡的情况下进行的，依据无线传输衰减公式，得到接收端接收到的信号的理论场强为：
RSSI＝Pt+GT+GR-ILT-ILR-92.4-20lg(FC)-20lg(D)
≈-53.31dB
通过表2和表4可以看出，在不同的天线高度和俯仰角下，采用本发明的方法进行天线对接，接收端接收到的信号场强能够维持在一定的范围内；通过测量场强与理论场强的对比可知，采用本发明的方法对接后的接收信号场强很趋近于理论场强大小，即通过本发明方法对接得十分精准。
Claims (3)
1.一种定向天线装置的对接方法，其特征在于，包括下述步骤：
(1)测定两定向天线装置的经纬度信息，确认定向天线对接部署的空间方向；
(2)测定两定向天线装置间的距离；
(3)计算两定向天线装置间的地球曲率；
(4)测定两定向天线装置的海拔高度，计算定向天线装置的天线俯仰角；或者测定两定向天线装置一端的海拔高度和对应的天线俯仰角，计算定向天线装置另一端安装的有效海拔高度和对应的天线俯仰角；
所述步骤3中两定向天线装置间的地球曲率φ的具体计算公式为：
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其中，π为圆周率，D为两定向天线装置间的距离，△D为D的误差修正值，R为地球半径；
所述步骤4中根据两定向天线装置的海拔高度H1和H2，确定定向天线装置H1端天线俯仰角α1的具体计算公式为：
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其中，△H1为H1的误差修正值，△H2为H2的误差修正值，R为地球半径，φ为地球曲率。
2.如权利要求1所述的定向天线装置的对接方法，其特征在于，所述步骤4中根据两定向天线装置一端的海拔高度H1和对应的天线俯仰角α，确定定向天线装置另一端的海拔高度H2的具体计算公式为：
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其中，△H1为H1的误差修正值，φ为地球曲率，R为地球半径。
3.如权利要求1所述的定向天线装置的对接方法，其特征在于，设定两定向天线装置一端的海拔高度H1和对应的天线俯仰角α，能够确定定向装置另一端海拔高度的有效区间值[minH2,maxH2]，其具体计算公式为：
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN104143693A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-11-12 | 李焱 | 一种定向天线全自动对准装置及方法 |
Family Cites Families (1)
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103997784A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-08-20 | 上海华为技术有限公司 | 基站位置获取方法及装置 |
| CN104143693A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-11-12 | 李焱 | 一种定向天线全自动对准装置及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "微波定向天线对准实现方法";李海涛等;《无线电工程》;20110331(第3期);全文 * |
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