CN106707041A - 一种基于扫频数据的天线性能分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于扫频数据的天线性能分析方法及装置，其中方法包括：获取天线的扫频数据，确定各个扫频数据对应的采样点及其位置，根据采样点的位置，将所有采样点分布在以天线位置为圆心的圆形区域内；将圆形区域划分成多个具有预定大小圆心角的扇形，根据圆形区域内分布的采样点，确定圆形区域内存在的辐射叶，其中，每个辐射叶由一个或多个连续的扇形组成，辐射叶的每个扇形中存在有至少一个采样点，且与辐射叶相邻的扇形内不存在采样点；针对每个辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向；根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析。本发明实施例简单易行，且具有高效和直观的特点。

Description

一种基于扫频数据的天线性能分析方法及装置

技术领域

本发明涉及无线技术领域，尤其涉及一种基于扫频数据的天线性能分析方法及装置。

背景技术

随着无线网络的逐步扩大，无线设备的问题性能问题也逐步浮现，特别是随着近两年城市基站建设的密度加大，天线性能问题也开始引起运营商越来越大的关注。特别是由于天线设备逐步老化、集采天线的振子或馈电线路工艺不达标从而造成天线增益严重下降，大大影响网络覆盖深度及客户感知。

针对此问题，目前一般采用以下方法排查和优化：

一、采用路测的方式反向推算小区天线发射增益，通信模型如图1所示。

假定参考值：

机架顶输出功率为X，且小区配置参数中BSPWRB(BCCH信道的基站输出功率)/BSPWRT(TCH信道的基站输出功率)为固定的小区最大值；天馈线损耗取以下参考值：900M：7/8″馈线约为5dB/100m；5/4″馈线约为3dB/100m1800M：7/8″馈线约为6dB/100m；5/4″馈线约为4dB/100m。

到达终端信号强度为Y，且Y为经过软件计算的平均信号强度滤波值；如网络开启功率控制等功能，加入权重修正值Y1；

理想无线环境下信号损耗为Z，需要定义各种无线环境传播模型分别代表为Z1，Z2，Z3等等。

信号强度Y＝输出功率X-天馈线损耗+天线增益G-信号损耗Z

反推天线增益为:

天线增益G＝信号强度Y-输出功率X+天馈线损耗+信号损耗Z。从而判断天线增益是否正常。

由于信号的空间传播受传播无线链路环境影响较大，在城区建筑楼宇密集区域，无线环境十分复杂，对于以上公式推算出的天线增益G误差较大，而且受上下行功控影响，准确率较低。

二、通过定点扫频方式进行

使用测试系统，结合通话+扫频的模式，其中移动台(Mobile Station，MS)1采用通话与锁频通话模式，目的是发现载波的隐性故障；MS2采用扫频模式，目的是通过扫描目标基站全部小区的BCCHNO(BCCH信道使用的绝对频率号)，还原目标的场强图。通过同点不同方位的天线之间的信号强弱关系进行对比(相对关系)推算增益等指标是否正常。上述方法直观、简单，且由于接近基站端，采用相对场强进行判断，准确率较高。但是由于该方法只适用于单站测试，如果需要区域性覆盖分析或者全网覆盖分析，该方法人力成本及时间成本将十分巨大，时效性差。

三、通过第三方权威机构，对现网天线拆卸后送到实验室进行分析。该方法测试数据准确，但是投入的费用较大且周期长，最大问题是由于天线拆卸有可能对现网稳定性造成影响。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于扫频数据的天线性能分析方法及装置，旨在解决现有技术中对天线性能分析时，受测试环境影响大，准确率低，人力、时间、费用成本高、以及对现网运行影响较大的问题。

本发明实施例提供一种基于扫频数据的天线性能分析方法，包括：

获取天线的扫频数据，确定各个扫频数据对应的采样点及其位置，根据采样点的位置，将所有采样点分布在以天线位置为圆心的圆形区域内；

将所述圆形区域划分成多个具有预定大小圆心角的扇形，根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶，其中，每个所述辐射叶由一个或多个连续的扇形组成，所述辐射叶的每个扇形中存在有至少一个采样点，且与所述辐射叶相邻的扇形内不存在采样点；

针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，所述波瓣包括主瓣、旁瓣和背瓣；

根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析。

其中，所述根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶之前，所述方法还包括：

统计每个扇形内的采样点的信号强度；

所述针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，包括：

针对每一个所述辐射叶，统计该辐射叶内采样点的最强信号值；

将所有辐射叶内采样点的最强信号值按照由高到低的顺序进行排序，获取排序第一的最强信号值；

确定排序第一的最强信号值对应的所述辐射叶为主瓣辐射区域，确定所述主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为所述主瓣辐射区域的辐射方向；

根据所述主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

其中，所述针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，包括：

针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度以及该辐射叶内的采样点的数量占所述圆形区域的采样点数量的比例，确定天线的波瓣及对应的辐射方向。

其中，所述根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶之前，所述方法还包括：

统计每个扇形内的采样点的数量、每个扇形内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例以及每个扇形内的采样点的信号强度；

在确定所述圆形区域内存在的辐射叶之后，获取每个所述辐射叶内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例以及采样点的信号强度；

所述针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度以及该辐射叶内的采样点的数量占所述圆形区域的采样点数量的比例，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，包括：

针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例与该辐射叶内采样点最强信号值的乘积，得到一计算参数；

对计算得到的各个计算参数进行比较，获取最大的比较参数；

确定最大的比较参数对应的所述辐射叶为主瓣辐射区域，确定所述主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为所述主瓣辐射区域的辐射方向；

根据所述主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

其中，所述根据所述主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域，包括：

以所述主瓣辐射区域的辐射方向的反向为基准，左右延展预定角度，确定所述背瓣辐射区域；

确定所述圆形区域内除所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域以外的区域为所述旁瓣辐射区域。

其中，所述根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析，包括：

选取所述主瓣辐射区域内的最强信号值以及所述背瓣辐射区域的最强信号值；

计算所述主瓣辐射区域的最强信号值与所述背瓣辐射区域的最强信号值的差值，获得前后比；

将获得的前后比与预设门限进行比较，当前后比小于预设门限时，判断天线存在前后比故障。

其中，所述根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析，包括：

将所述旁瓣辐射区域的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例与预设比例进行比较，当所述旁瓣辐射区域采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例大于预设比例时，确定天线存在旁瓣信号泄露；或者

将所述旁瓣辐射区域内的最强信号值与所述主瓣辐射区域内的最强信号值进行比较，当所述主瓣辐射区域内的最强信号值与所述旁瓣辐射区域内的最强信号值的差值小于预设阈值时，确定天线存在旁瓣信号泄露。

其中，所述针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，还包括：

针对所述旁瓣辐射区域内的每个所述辐射叶，确定每个所述辐射叶内最强信号值的方向为所述旁瓣辐射区域的辐射方向，其中所述旁瓣辐射区域内包含至少一个辐射叶，所述旁瓣辐射区域的辐射方向包括所述旁瓣辐射区域内的每个所述辐射叶的辐射方向。

本发明实施例还提供一种基于扫频数据的天线性能分析装置，包括：

处理模块，用于获取天线的扫频数据，确定各个扫频数据对应的采样点及其位置，根据采样点的位置，将所有采样点分布在以天线位置为圆心的圆形区域内；

第一确定模块，用于将所述圆形区域划分成多个具有预定大小圆心角的扇形，根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶，其中，每个所述辐射叶由一个或多个连续的扇形组成，所述辐射叶的每个扇形中存在有至少一个采样点，且与所述辐射叶相邻的扇形内不存在采样点；

第二确定模块，用于针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，所述波瓣包括主瓣、旁瓣和背瓣；

分析模块，用于根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析。

其中，所述装置还包括：

第一统计模块，用于在所述第一确定模块根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶之前，统计每个扇形内的采样点的信号强度；

所述第二确定模块包括：

统计子模块，用于针对每一个所述辐射叶，统计该辐射叶内采样点的最强信号值；

排序子模块，用于将所有辐射叶内采样点的最强信号值按照由高到低的顺序进行排序，获取排序第一的最强信号值；

第一确定子模块，用于确定排序第一的最强信号值对应的所述辐射叶为主瓣辐射区域，确定所述主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为所述主瓣辐射区域的辐射方向；

第二确定子模块，用于根据所述主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域、根据所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

其中，所述第二确定模块进一步用于：

针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度以及该辐射叶内的采样点的数量占所述圆形区域的采样点数量的比例，确定天线的波瓣及对应的辐射方向。

其中，所述装置还包括：

第二统计模块，用于在所述第一确定模块根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶之前，统计每个扇形内的采样点的数量、每个扇形内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例以及每个扇形内的采样点的信号强度；

获取模块，用于在所述第一确定模块确定所述圆形区域内存在的辐射叶之后，获取每个所述辐射叶内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例以及采样点的信号强度；

所述第二确定模块包括：

计算子模块，用于针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例与该辐射叶内采样点最强信号值的乘积，得到一计算参数；

比较子模块，用于对计算得到的各个计算参数进行比较，获取最大的比较参数；

第三确定子模块，用于确定最大的比较参数对应的所述辐射叶为主瓣辐射区域，确定所述主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为所述主瓣辐射区域的辐射方向；

第四确定子模块，用于根据所述主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

其中，所述第二确定子模块或所述第四确定子模块进一步用于：

以所述主瓣辐射区域的辐射方向的反向为基准，左右延展预定角度，确定所述背瓣辐射区域；

确定所述圆形区域内除所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域以外的区域为所述旁瓣辐射区域。

其中，所述分析模块包括：

第一子模块，用于选取所述主瓣辐射区域内的最强信号值以及所述背瓣辐射区域的最强信号值；

第二子模块，用于计算所述主瓣辐射区域的最强信号值与所述背瓣辐射区域的最强信号值的差值，获得前后比；

第三子模块，用于将获得的前后比与预设门限进行比较，当前后比小于预设门限时，判断天线存在前后比故障。

其中，所述分析模块包括：

第四子模块，用于将所述旁瓣辐射区域的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例与预设比例进行比较，当所述旁瓣辐射区域采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例大于预设比例时，确定天线存在旁瓣信号泄露；或者

第五子模块，用于将所述旁瓣辐射区域内的最强信号值与所述主瓣辐射区域内的最强信号值进行比较，当所述主瓣辐射区域内的最强信号值与所述旁瓣辐射区域内的最强信号值的差值小于预设阈值时，确定天线存在旁瓣信号泄露。

其中，所述第二确定模块还包括：

处理子模块，用于针对所述旁瓣辐射区域内的每个所述辐射叶，确定每个所述辐射叶内最强信号值的方向为所述旁瓣辐射区域的辐射方向，其中所述旁瓣辐射区域内包含至少一个辐射叶，所述旁瓣辐射区域的辐射方向包括所述旁瓣辐射区域内的每个所述辐射叶的辐射方向。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明实施例通过将扫频数据对应的采样点分布在以天线为圆心的圆形区域内，根据圆形区域内分布的采样点，确定圆形区域内存在的辐射叶数目，并针对每个辐射叶进行分析，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析，可以解决现有技术中对天线性能分析时，受测试环境影响大，准确率低，人力、时间、费用成本高、以及对现网运行影响较大的问题，且具有简单易行、高效和直观的特点。

附图说明

图1为现有技术采用路测的方式推算小区天线发射增益的通信模型示意图；

图2为本发明实施例基于扫频数据的天线性能分析方法示意图一；

图3为本发明实施例圆形区域内辐射叶分布示意图；

图4为本发明实施例基于扫频数据的天线性能分析方法示意图二；

图5为本发明实施例天线主瓣辐射区域示意图；

图6为本发明实施例天线背瓣辐射区域示意图；

图7为本发明实施例基于扫频数据的天线性能分析方法示意图三；

图8为本发明实施例基于扫频数据的天线性能分析装置示意图一；

图9为本发明实施例基于扫频数据的天线性能分析装置示意图二。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明实施例提供一种基于扫频数据的天线性能分析方法，如图2所示，包括：

S100、获取天线的扫频数据，确定各个扫频数据对应的采样点及其位置，根据采样点的位置，将所有采样点分布在以天线位置为圆心的圆形区域内；

S200、将圆形区域划分成多个具有预定大小圆心角的扇形，根据圆形区域内分布的采样点，确定圆形区域内存在的辐射叶，其中，每个辐射叶由一个或多个连续的扇形组成，辐射叶的每个扇形中存在有至少一个采样点，且与辐射叶相邻的扇形内不存在采样点；

S300、针对每个辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，波瓣包括主瓣、旁瓣和背瓣；

S400、根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析。

通过上述步骤，可以确定出扫频数据对应的采样点所在的圆形区域内的主瓣辐射区域、背瓣辐射区域以及旁瓣辐射区域，在确定出三个区域之后，对天线的性能进行分析，该方案简单易行且具有高效和直观的特点。

在获取扫频数据之后，确定各个扫频数据对应的采样点，将采样点分布在以天线位置为圆心的圆形区域内，在圆形区域内确定辐射叶的数目，其中圆形区域包含多个具有预定大小圆心角的扇形，辐射叶是分布有采样点的连续角度区域，圆形区域内包含有辐射叶，体现在本方案中辐射叶即为以天线为圆心的一个或多个连续的具有预定大小圆心角的扇形，且与辐射叶的边界扇形相邻的扇形内未分布有采样点。例如，圆形区域内连续的第二扇形、第三扇形以及第四扇形内分布有采样点，与第二扇形相邻的第一扇形、与第四扇形相邻的第五扇形内不存在采样点，则连续排列的第二扇形、第三扇形和第四扇形可以形成一辐射叶。

需要说明的是，获取得到的扫频数据，是通过对天线覆盖区域进行均匀扫频的方式得到的数据。例如，预先针对天线覆盖区域(如以天线为圆心的预定大小半径的圆形区域内)，均匀的布置若干测试点进行扫频测试。若在扫频过程中，该测试点的信号满足预设条件，则保存该测试点的数据(此时该测试点即为一个采样点)；若该测试点的信号不满足预设条件，则该测试点的数据将被忽略，即该测试点将不会作为采样点出现在测试数据中。因此，圆形区域中可能包含有不存在采样点的扇形。

举例说明，将圆形区域划分为0～360度即可以得到360个扇形，然后确定圆形区域内存在的辐射叶，确定方式如下：

在圆形区域内选取一半径，将半径绕圆心顺时针或者逆时针进行旋转，每旋转一度确定一扇形，当0～30度对应的扇形内不存在采样点，31～60度对应的扇形存在采样点，且61～90度对应的扇形不存在采样点，则可以确定31～60度对应的扇形为一辐射叶，该辐射叶的波束宽度为29度。直至对0～360度对应的扇形分析完成后，确定圆形区域内的辐射叶数目。如图3所示，圆形区域内共包含9个辐射叶，每个辐射叶由多个连续的分布有采样点的扇形组成。

需要说明的是，对圆形区域按照预定大小圆心角进行扇形划分时，并不局限于以本实施例列举的旋转一度确定一扇形，本领域技术人员可根据需求来划分扇形的大小。在这里可以引入半功率角波束宽度的概念，半功率角波束宽度是指在方向图主瓣范围内，相对最大辐射方向功率密度下降至一半时的角域宽度(现网天线主要是60°半功率角)。

且需要进一步说明的是，每个扇区的天线在最大辐射方向偏离±60°时到达覆盖边缘，需要切换到相邻扇区工作。在±60°的切换角域，方向图电平应该有一个合理的下降。对于±60°～90°区域，由于切换带的存在，也会吸收一部分话务。偏差主瓣方向±90°～180°，是没有话务吸收的。

在确定圆形区域内的辐射叶数目之后，对辐射叶内的采样点的信号强度进行统计，并根据采样点的信号强度确定出天线的主瓣辐射区域及对应的辐射方向，然后根据主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据主瓣辐射区域、背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。然后根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析。

需要说明的是，在对辐射叶内的采样点的信号强度进行统计时，实际上是对扇形内的采样点的信号强度进行统计，针对辐射叶内的扇形统计采样点的信号强度，然后获取辐射叶内的所有扇形内的采样点信号强度。

本发明实施例通过将扫频数据对应的采样点分布在以天线为圆心的圆形区域内，根据圆形区域内分布的采样点，确定圆形区域内存在的辐射叶数目，并针对每个辐射叶进行分析，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析，可以解决现有技术中对天线性能分析时，受测试环境影响大，准确率低，人力、时间、费用成本高、以及对现网运行影响较大的问题，且具有简单易行、高效和直观的特点。

在本发明上述实施例中，当将圆形区域按照预定大小圆心角进行扇形划分，统计每个扇形内的采样点的信号强度之后，根据每个辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，如图4所示，步骤S300包括:

S301、针对每一个辐射叶，统计该辐射叶内采样点的最强信号值；

S302、将所有辐射叶内采样点的最强信号值按照由高到低的顺序进行排序，获取排序第一的最强信号值；

S303、确定排序第一的最强信号值对应的辐射叶为主瓣辐射区域，确定主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为主瓣辐射区域的辐射方向；

S304、根据主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据主瓣辐射区域、背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

具体的，针对每一个辐射叶，对该辐射叶内的采样点信号强度进行统计，获得每一辐射叶内的最强信号值。假定当前圆形区域包括m个辐射叶，获取每一个辐射叶内的最强信号值之后，对m个辐射叶内采样点的最强信号值按照由高到低的顺序进行排序，获取排序第一的最强信号值，然后确定排序第一的最强信号值对应的辐射叶为主瓣辐射区域。即当第1个辐射叶内的采样点的最强信号值为排序第一的最强信号值，确定第1个辐射叶为主瓣辐射区域，然后确定第1个辐射叶内的最强信号值的方向为主瓣辐射区域的辐射方向。如图5所示，即为确定的主瓣辐射区域以及主瓣辐射区域的辐射方向示意图。

然后根据主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据主瓣辐射区域、背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。具体的确定方式如下：

以主瓣辐射区域的辐射方向的反向为基准，左右延展预定角度，确定背瓣辐射区域；

确定圆形区域内除主瓣辐射区域、背瓣辐射区域以外区域为旁瓣辐射区域。

具体的，如图6所示，在确定主瓣辐射区域之后，根据主瓣辐射区域的辐射方向的反向为基准，左右延伸预定角度，这里的预定角度是根据现有技术中的背瓣辐射区域的角度来设置的。然后可以获得背瓣辐射区域。需要说明的是，理想情况下背瓣辐射区域内是不存在采样点或者采样点的数量远远小于主瓣辐射区域内的采样点数量的。

在确定背瓣辐射区域之后，根据圆形区域、主瓣辐射区域以及背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域，具体为：在圆形区域内，抠除主瓣辐射区域、背瓣辐射区域之后剩余的区域均可定义为旁瓣辐射区域。

在本发明另一实施例中，该方法还包括：

将圆形区域按照预定大小圆心角进行扇形划分后，统计每个扇形内的采样点的数量、每个扇形内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例以及每个扇形内的采样点的信号强度，并获得每个辐射叶内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例以及采样点的信号强度；

针对每个辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度以及该辐射叶内的采样点的数量占圆形区域的采样点数量的比例，确定天线的波瓣及对应的辐射方向。

具体的，在将圆形区域按照预定大小圆心角进行划分之后，统计每个扇形内的采样点的数量、每个扇形内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例以及每个扇形内的采样点的信号强度。

每一个辐射叶包括一个或者多个连续的具有预定大小圆心角的扇形，针对于每一个辐射叶，需要获取该辐射叶内的所有扇形内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例，以及所有扇形内的采样点的信号强度。

在获取一辐射叶内的所有扇形内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例时，可以把该辐射叶内的所有扇形内的采样点的数量相加，获得该辐射叶内的所有扇形内的采样点的数量之和，然后将该辐射叶内的所有扇形内的采样点的数量之和与圆形区域内的采样点数量之和相除，获得该辐射叶采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例。

在获取一辐射叶内的所有扇形内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例时，也可以将该辐射叶内的各个扇形内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例进行相加，获得辐射叶采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例。在针对每一个辐射叶进行采样点信号强度统计时，需要把辐射叶内的每一个扇形内的采样点的信号强度进行统计。

在获取得到每一个辐射叶内的采样点数量占圆形区域的采样点的比例以及采样点的信号强度后，可以针对每个辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度以及该辐射叶内的采样点的数量占圆形区域的采样点数量的比例，确定天线的波瓣及对应的辐射方向。具体为:

针对每一个辐射叶，根据确定的该辐射叶内的采样点数量占圆形区域的采样点数量的比例与比较获得的该辐射叶内的采样点最强信号值进行乘积计算，得到一计算参数G。假定当前圆形区域内有m个辐射叶，相应的可以得到m个计算参数G。然后根据m个辐射叶确定天线的主瓣辐射区域，比较m个计算参数G的大小，根据比较结果，确定计算参数G最大的一个辐射叶为天线的主瓣辐射区域，然后确定主瓣辐射区域内的最强信号值的方向为主瓣辐射区域的辐射方向。

在确定主瓣辐射区域之后，根据主瓣辐射区域的辐射方向的反向为基准，左右延伸预定角度，这里的预定角度是根据现有技术中的背瓣辐射区域的角度来设置的。然后可以获得背瓣辐射区域。确定背瓣辐射区域内的最强信号值的方向为背瓣辐射区域的辐射方向。在确定背瓣辐射区域之后，根据圆形区域、主瓣辐射区域以及背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域，具体为：在圆形区域内，抠除主瓣辐射区域、背瓣辐射区域之后剩余的区域均可定义为旁瓣辐射区域。

在本发明上述实施例中，在确定主瓣辐射区域、背瓣辐射区域以及旁瓣辐射区域之后，需要根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析，具体的，如图7所示，步骤S400包括：

S401、选取主瓣辐射区域内的最强信号值以及背瓣辐射区域的最强信号值；

S402、计算主瓣辐射区域的最强信号值与背瓣辐射区域的最强信号值的差值，获得前后比；

S403、将获得的前后比与预设门限进行比较，当前后比小于预设门限时，判断天线存在前后比故障。

具体的，例如以主瓣辐射方向的反向为背瓣方向，左右延展预定角度，确定背瓣辐射区域，按照以下公式计算天线前后比性能：

前后比＝主瓣区域最强信号值-背瓣区域最强信号值

前后比故障分析：根据预设门限进行判断，当前后比小于预设门限时，如果天线前后比<10，则判断该天线存在前后比故障。

根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析，还包括：

将旁瓣辐射区域的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例与预设比例进行比较，当旁瓣辐射区域采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例大于预设比例时，确定天线存在旁瓣信号泄露；或者

将旁瓣辐射区域内的最强信号值与主瓣辐射区域内的最强信号值进行比较，当主瓣辐射区域内的最强信号值与旁瓣辐射区域内的最强信号值的差值小于预设阈值时，确定天线存在旁瓣信号泄露。

具体的，统计旁瓣辐射区域内的采样点数量，计算旁瓣辐射区域内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例，然后将计算得到的比例与预设比例进行比较，当计算得到的旁瓣辐射区域内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例大于预设比例时，例如旁瓣辐射区域内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例大于40％，可以确定天线可能存在旁瓣信号泄露的故障。

也可以将旁瓣辐射区域内的最强信号值与主瓣辐射区域内的最强信号值进行比较，当主瓣辐射区域内的最强信号值与旁瓣辐射区域内的最强信号值的差值小于预设阈值，例如主瓣辐射区域内的最强信号值与旁瓣辐射区域内的最强信号值的差值小于3db时，可以确定天线可能存在旁瓣信号泄露的故障。

在本发明上述实施例中，针对每个辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，还包括：

针对旁瓣辐射区域内的每个辐射叶，确定每个辐射叶内最强信号值的方向为旁瓣辐射区域的辐射方向。

具体的，旁瓣辐射区域内包含一个或者多个辐射叶，每一个辐射叶即为一个旁瓣，对于每一个辐射叶都可以确定一辐射方向，因此旁瓣辐射区域的辐射方向因辐射叶的辐射方向而定。当旁瓣辐射区域内包含3个辐射叶时，对于每一个辐射叶都可以确定出一个辐射方向，因此旁瓣辐射区域包含3个辐射方向。

本发明实施例还提供一种基于扫频数据的天线性能分析装置，如图8所示，包括：

处理模块10，用于获取天线的扫频数据，确定各个扫频数据对应的采样点及其位置，根据采样点的位置，将所有采样点分布在以天线位置为圆心的圆形区域内；

第一确定模块20，用于将圆形区域划分成多个具有预定大小圆心角的扇形，根据圆形区域内分布的采样点，确定圆形区域内存在的辐射叶，其中，每个辐射叶由一个或多个连续的扇形组成，辐射叶的每个扇形中存在有至少一个采样点，且与辐射叶相邻的扇形内不存在采样点；

第二确定模块30，用于针对每个辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，波瓣包括主瓣、旁瓣和背瓣；

分析模块40，用于根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析。

其中，如图9所示，该装置还包括：

第一统计模块50，用于在第一确定模块20根据圆形区域内分布的采样点，确定圆形区域内存在的辐射叶之前，统计每个扇形内的采样点的信号强度；

第二确定模块30包括：

统计子模块31，用于针对每一个辐射叶，统计该辐射叶内采样点的最强信号值；

排序子模块32，用于将所有辐射叶内采样点的最强信号值按照由高到低的顺序进行排序，获取排序第一的最强信号值；

第一确定子模块33，用于确定排序第一的最强信号值对应的辐射叶为主瓣辐射区域，确定主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为主瓣辐射区域的辐射方向；

第二确定子模块34，用于根据主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域、根据主瓣辐射区域、背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

其中，第二确定模块30进一步用于：

针对每个辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度以及该辐射叶内的采样点的数量占圆形区域的采样点数量的比例，确定天线的波瓣及对应的辐射方向。

其中，该装置还包括：

第二统计模块60，用于在第一确定模块20根据圆形区域内分布的采样点，确定圆形区域内存在的辐射叶之前，统计每个扇形内的采样点的数量、每个扇形内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例以及每个扇形内的采样点的信号强度；

获取模块70，用于在第一确定模块20确定圆形区域内存在的辐射叶之后，获取每个所述辐射叶内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例以及采样点的信号强度；

第二确定模块30包括：

计算子模块35，用于针对每个辐射叶，根据该辐射叶内的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例与该辐射叶内采样点最强信号值的乘积，得到一计算参数；

比较子模块36，用于对计算得到的各个计算参数进行比较，获取最大的比较参数；

第三确定子模块37，用于确定最大的比较参数对应的辐射叶为主瓣辐射区域，确定主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为主瓣辐射区域的辐射方向；

第四确定子模块38，用于根据主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域、根据主瓣辐射区域、背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

其中，第二确定子模块34或第四确定子模块38进一步用于：

以主瓣辐射区域的辐射方向的反向为基准，左右延展预定角度，确定背瓣辐射区域；

确定圆形区域内除主瓣辐射区域、背瓣辐射区域以外的区域为旁瓣辐射区域。

其中，分析模块40包括：

第一子模块41，用于选取主瓣辐射区域内的最强信号值以及背瓣辐射区域的最强信号值；

第二子模块42，用于计算主瓣辐射区域的最强信号值与背瓣辐射区域的最强信号值的差值，获得前后比；

第三子模块43，用于将获得的前后比与预设门限进行比较，当前后比小于预设门限时，判断天线存在前后比故障。

其中，分析模块40包括：

第四子模块44，用于将旁瓣辐射区域的采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例与预设比例进行比较，当旁瓣辐射区域采样点数量占圆形区域内采样点数量的比例大于预设比例时，确定天线存在旁瓣信号泄露；或者

第五子模块45，用于将旁瓣辐射区域内的最强信号值与主瓣辐射区域内的最强信号值进行比较，当主瓣辐射区域内的最强信号值与旁瓣辐射区域内的最强信号值的差值小于预设阈值时，确定天线存在旁瓣信号泄露。

其中，第二确定模块30还包括：

处理子模块39，用于针对旁瓣辐射区域内的每个辐射叶，确定每个辐射叶内最强信号值的方向为旁瓣辐射区域的辐射方向，其中旁瓣辐射区域内包含至少一个辐射叶，旁瓣辐射区域的辐射方向包括旁瓣辐射区域内的每个辐射叶的辐射方向。

本发明实施例基于扫频数据的天线性能分析的方法，通过将扫频数据对应的采样点分布在以天线为圆心的圆形区域内，根据圆形区域内分布的采样点，确定圆形区域内存在的辐射叶数目，并针对每个辐射叶进行分析，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析，可以解决现有技术中对天线性能分析时，受测试环境影响大，准确率低，人力、时间、费用成本高、以及对现网运行影响较大的问题，且具有简单易行、高效和直观的特点。

需要说明的是，本发明实施例提供的基于扫频数据的天线性能分析的装置是应用上述方法的装置，则上述方法的所有实施例均适用于该装置，且均能达到相同或相似的有益效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种基于扫频数据的天线性能分析方法，其特征在于，包括：

获取天线的扫频数据，确定各个扫频数据对应的采样点及其位置，根据采样点的位置，将所有采样点分布在以天线位置为圆心的圆形区域内；

将所述圆形区域划分成多个具有预定大小圆心角的扇形，根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶，其中，每个所述辐射叶由一个或多个连续的扇形组成，所述辐射叶的每个扇形中存在有至少一个采样点，且与所述辐射叶相邻的扇形内不存在采样点；

针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，所述波瓣包括主瓣、旁瓣和背瓣；

根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶之前，所述方法还包括：

统计每个扇形内的采样点的信号强度；

所述针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，包括：

针对每一个所述辐射叶，统计该辐射叶内采样点的最强信号值；

将所有辐射叶内采样点的最强信号值按照由高到低的顺序进行排序，获取排序第一的最强信号值；

确定排序第一的最强信号值对应的所述辐射叶为主瓣辐射区域，确定所述主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为所述主瓣辐射区域的辐射方向；

根据所述主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，包括：

针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度以及该辐射叶内的采样点的数量占所述圆形区域的采样点数量的比例，确定天线的波瓣及对应的辐射方向。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶之前，所述方法还包括：

统计每个扇形内的采样点的数量、每个扇形内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例以及每个扇形内的采样点的信号强度；

在确定所述圆形区域内存在的辐射叶之后，获取每个所述辐射叶内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例以及采样点的信号强度；

所述针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度以及该辐射叶内的采样点的数量占所述圆形区域的采样点数量的比例，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，包括：

针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例与该辐射叶内采样点最强信号值的乘积，得到一计算参数；

对计算得到的各个计算参数进行比较，获取最大的比较参数；

确定最大的比较参数对应的所述辐射叶为主瓣辐射区域，确定所述主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为所述主瓣辐射区域的辐射方向；

根据所述主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

5.如权利要求2或4所述的方法，其特征在于，所述根据所述主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域，包括：

以所述主瓣辐射区域的辐射方向的反向为基准，左右延展预定角度，确定所述背瓣辐射区域；

确定所述圆形区域内除所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域以外的区域为所述旁瓣辐射区域。

6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析，包括：

选取所述主瓣辐射区域内的最强信号值以及所述背瓣辐射区域的最强信号值；

计算所述主瓣辐射区域的最强信号值与所述背瓣辐射区域的最强信号值的差值，获得前后比；

将获得的前后比与预设门限进行比较，当前后比小于预设门限时，判断天线存在前后比故障。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析，包括：

将所述旁瓣辐射区域的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例与预设比例进行比较，当所述旁瓣辐射区域采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例大于预设比例时，确定天线存在旁瓣信号泄露；或者

将所述旁瓣辐射区域内的最强信号值与所述主瓣辐射区域内的最强信号值进行比较，当所述主瓣辐射区域内的最强信号值与所述旁瓣辐射区域内的最强信号值的差值小于预设阈值时，确定天线存在旁瓣信号泄露。

8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，还包括：

针对所述旁瓣辐射区域内的每个所述辐射叶，确定每个所述辐射叶内最强信号值的方向为所述旁瓣辐射区域的辐射方向，其中所述旁瓣辐射区域内包含至少一个辐射叶，所述旁瓣辐射区域的辐射方向包括所述旁瓣辐射区域内的每个所述辐射叶的辐射方向。

9.一种基于扫频数据的天线性能分析装置，其特征在于，包括：

处理模块，用于获取天线的扫频数据，确定各个扫频数据对应的采样点及其位置，根据采样点的位置，将所有采样点分布在以天线位置为圆心的圆形区域内；

第一确定模块，用于将所述圆形区域划分成多个具有预定大小圆心角的扇形，根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶，其中，每个所述辐射叶由一个或多个连续的扇形组成，所述辐射叶的每个扇形中存在有至少一个采样点，且与所述辐射叶相邻的扇形内不存在采样点；

第二确定模块，用于针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度，确定天线的波瓣及对应的辐射方向，所述波瓣包括主瓣、旁瓣和背瓣；

分析模块，用于根据天线的各个波瓣的扫频数据，对天线的性能进行分析。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一统计模块，用于在所述第一确定模块根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶之前，统计每个扇形内的采样点的信号强度；

所述第二确定模块包括：

统计子模块，用于针对每一个所述辐射叶，统计该辐射叶内采样点的最强信号值；

排序子模块，用于将所有辐射叶内采样点的最强信号值按照由高到低的顺序进行排序，获取排序第一的最强信号值；

第一确定子模块，用于确定排序第一的最强信号值对应的所述辐射叶为主瓣辐射区域，确定所述主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为所述主瓣辐射区域的辐射方向；

第二确定子模块，用于根据所述主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块进一步用于：

针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点的信号强度以及该辐射叶内的采样点的数量占所述圆形区域的采样点数量的比例，确定天线的波瓣及对应的辐射方向。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第二统计模块，用于在所述第一确定模块根据所述圆形区域内分布的采样点，确定所述圆形区域内存在的辐射叶之前，统计每个扇形内的采样点的数量、每个扇形内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例以及每个扇形内的采样点的信号强度；

获取模块，用于在所述第一确定模块确定所述圆形区域内存在的辐射叶之后，获取每个所述辐射叶内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例以及采样点的信号强度；

所述第二确定模块包括：

计算子模块，用于针对每个所述辐射叶，根据该辐射叶内的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例与该辐射叶内采样点最强信号值的乘积，得到一计算参数；

比较子模块，用于对计算得到的各个计算参数进行比较，获取最大的比较参数；

第三确定子模块，用于确定最大的比较参数对应的所述辐射叶为主瓣辐射区域，确定所述主瓣辐射区域内采样点最强信号值的方向为所述主瓣辐射区域的辐射方向；

第四确定子模块，用于根据所述主瓣辐射区域确定背瓣辐射区域，根据所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域确定旁瓣辐射区域。

13.如权利要求10或12所述的装置，其特征在于，所述第二确定子模块或所述第四确定子模块进一步用于：

以所述主瓣辐射区域的辐射方向的反向为基准，左右延展预定角度，确定所述背瓣辐射区域；

确定所述圆形区域内除所述主瓣辐射区域、所述背瓣辐射区域以外的区域为所述旁瓣辐射区域。

14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述分析模块包括：

第一子模块，用于选取所述主瓣辐射区域内的最强信号值以及所述背瓣辐射区域的最强信号值；

第二子模块，用于计算所述主瓣辐射区域的最强信号值与所述背瓣辐射区域的最强信号值的差值，获得前后比；

第三子模块，用于将获得的前后比与预设门限进行比较，当前后比小于预设门限时，判断天线存在前后比故障。

15.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述分析模块包括：

第四子模块，用于将所述旁瓣辐射区域的采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例与预设比例进行比较，当所述旁瓣辐射区域采样点数量占所述圆形区域内采样点数量的比例大于预设比例时，确定天线存在旁瓣信号泄露；或者

第五子模块，用于将所述旁瓣辐射区域内的最强信号值与所述主瓣辐射区域内的最强信号值进行比较，当所述主瓣辐射区域内的最强信号值与所述旁瓣辐射区域内的最强信号值的差值小于预设阈值时，确定天线存在旁瓣信号泄露。

16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二确定模块还包括：

处理子模块，用于针对所述旁瓣辐射区域内的每个所述辐射叶，确定每个所述辐射叶内最强信号值的方向为所述旁瓣辐射区域的辐射方向，其中所述旁瓣辐射区域内包含至少一个辐射叶，所述旁瓣辐射区域的辐射方向包括所述旁瓣辐射区域内的每个所述辐射叶的辐射方向。