CN110098856A - 一种天线装置及相关设备 - Google Patents

一种天线装置及相关设备 Download PDF

Info

Publication number
CN110098856A
CN110098856A CN201810100211.0A CN201810100211A CN110098856A CN 110098856 A CN110098856 A CN 110098856A CN 201810100211 A CN201810100211 A CN 201810100211A CN 110098856 A CN110098856 A CN 110098856A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
radiating element
wave beam
column
array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810100211.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110098856B (zh
Inventor
周沐
李聪
曹毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Priority to CN201810100211.0A priority Critical patent/CN110098856B/zh
Priority to PCT/CN2019/073039 priority patent/WO2019149137A1/zh
Publication of CN110098856A publication Critical patent/CN110098856A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110098856B publication Critical patent/CN110098856B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0619—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal using feedback from receiving side
    • H04B7/0621—Feedback content
    • H04B7/063—Parameters other than those covered in groups H04B7/0623 - H04B7/0634, e.g. channel matrix rank or transmit mode selection
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0868—Hybrid systems, i.e. switching and combining
    • H04B7/088—Hybrid systems, i.e. switching and combining using beam selection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明实施例公开了一种天线装置及相关设备，该天线装置可包括：天线阵列和控制单元；所述天线阵列，至少包括N行乘M列辐射单元；所述控制单元，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第一天线子阵列，所述第一天线子阵列包括X1列辐射单元，X1为大于等于1的整数；从所述N行乘M列辐射单元中确定第二天线子阵列，所述第二天线子阵列包括X2列辐射单元，所述第二天线子阵列和所述第一天线子阵列之间非相邻，X2为大于等于1的整数；控制所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第一波束；根据接收端的反馈，从所述多个第一波束中确定一个第一对准波束。采用本发明实施例可以提升波束对准的效率。

Description

一种天线装置及相关设备
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线装置及相关设备。
背景技术
大型天线阵列由于频率高，增益高可克服多径传输的路径损耗，满足5G通信中对回传和移动等场景要求。大型阵列中阵列单元越多，波束宽度越窄，在指定的扫描范围内波束对准越具有挑战性，波束扫描与波束对准的时间越长。
在阵列波束对准中，单波束覆盖范围小，需要波束扫描的方式进行波束之间不断切换。对于远距离的点对点通信(Point to Point communication，PTP)，收发天线的波束对准需要完成扇区扫描(Sector Level Sweep，SLS)的过程，而且收发两端需要各做一次波束扫描。发射端天线阵列依次发出含扇区编号(sector ID，SID)的数据，同时接收端通过准全向天线接收信号，通过接收信号的质量判断并反馈最佳的扇区编号的信息给发射端；同样，接收天线依次发出含SID的数据，发射天线通过准全向天线接收信号，并反馈最佳的扇区编号的信息给接收端；通过扇区扫描的反馈和告知，完成收发天线完成波束上的对准，因此波束扫描的时间与波束个数成正比，假设发射阵列共有X个波束待扫描，接收阵列有Y个波束待扫描，每次波束扫描时间为T，则做一次全范围扫描时间为X×Y×T。对于远距离的点对点通信，需要大量的时间进行波束扫描，会使得波束扫描对准的效率大大降低，不能满足未来5G高频高速移动性等接入场景的需求。
如果采用传统波束展宽方式，虽然可以降低波束扫描的数量，减少波束对准的时间，但是波束变宽的同时降低了发射端的等效全向辐射功率(Equivalent IsotropicallyRadiated Power，EIRP)和接收端的天线阵列增益，因此在规定的范围内接收不到信号，导致通信链路断链，不能满足波束快速对准的要求。
发明内容
本发明实施例提供一种天线装置及相关设备，以提升波束对准的效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种天线装置，可包括：天线阵列和控制单元；
所述天线阵列，至少包括N行乘M列辐射单元；
所述控制单元，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第一天线子阵列，所述第一天线子阵列包括X1列辐射单元，X1为大于等于1的整数；从所述N行乘M列辐射单元中确定第二天线子阵列，所述第二天线子阵列包括X2列辐射单元，所述第二天线子阵列和所述第一天线子阵列之间非相邻，X2为大于等于1的整数；控制所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第一波束，其中，不同的相移增量对应不同的第一波束；根据接收端的反馈，从所述多个第一波束中确定一个第一对准波束。
本发明实施例基于现有技术中的天线阵列的硬件结构，通过天线装置中的控制单元，控制天线阵列中的两个非相邻的子阵列，以不同的相移增量生成多个波束，从而进行波束扫描。由于传统天线阵列中相邻辐射单元之间的间距因此本发明实施例中的非相邻两个子阵列的间距显然大于一倍波长，而当辐射单元的间距大于或等于波长时，就会产生栅瓣。由于栅瓣的波束宽度和增益幅度与主瓣近似，因此，本发明实施例，通过控制非相邻的辐射单元进行波束扫描以产生主瓣和栅瓣等效形成一个宽波束辐射，此宽波束在间距大于一倍波长方向上的波束宽度远大于相同数量的相邻辐射单元形成的波束宽度，并且保持天线阵列的等效全向辐射功率EIRP不变。所以，本发明实施例，同时满足在波束对准中对波束宽度和波束质量的要求，显著改善了发射端和接收端之间的天线阵列快速对准时间和效率。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于：从所述N行乘M列辐射单元中确定第三天线子阵列，所述第三天线阵列包括Y1行辐射单元，Y1为大于等于1的整数；从所述N行乘M列辐射单元中确定第四天线子阵列，所述第四天线子阵列包括Y2行辐射单元，所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列之间非相邻，Y2为大于等于1的整数；控制所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第二波束，其中，不同的相移增量对应不同的第二波束；根据接收端的反馈，从所述多个第二波束中确定一个第二对准波束。本发明实施例，基于上述第一方面利用了列方向上的子阵列生成了等效宽波束进行扫描后，再通过行方向上的子阵列生成的等效宽波束进行扫描，完成了利用宽波束覆盖水平和垂直方向的波束扫描范围。因而仅需进行一次垂直和一次水平方向上的波束扫描即可确定对准波束的指向范围，从而完成波束对准的粗扫过程。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于：对所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列中的每一列的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。本发明实施例通过在粗扫过程中，对第一天线子阵列和第二天线子阵列中的辐射单元进行汉宁窗处理，进一步增加第一波束的宽度，从而减少扫描时间。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于：对所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列中的每一行的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。本发明实施例通过在粗扫过程中，对第三天线子阵列和第四天线子阵列中的辐射单元进行汉宁窗处理，进一步增加第二波束的宽度，从而减少扫描时间。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第五天线子阵列；控制所述第五天线子阵列根据不同的相移增量生成不同指向的多个第三波束，其中，所述多个第三波束在所述第一平面上投影的圆心在对准区域内，所述对准区域为所述第一对准波束在所述第一平面上的投影和所述第二对准波束在所述第一平面上的投影相交的区域；根据接收端的反馈，从所述多个第三波束中确定一个第三对准波束。本发明实施例，基于上述垂直和水平方向上的宽波束扫描所确定的对准波束的指向范围，在该指向范围中通过细扫方式进一步确定对准波束的指向，从而进行更精确的波束对准。
第二方面，本发明实施例提供了一种天线装置，可包括：处理器和存储器，其中，所述存储器用于存储天线控制代码，所述处理器用于调用所述天线控制代码来执行上述第一方面或者结合第一方面的任意一方面中的天线装置中的控制单元所执行的操作。
第三方面，本发明实施例提供了一种天线装置，可包括：
第一确定单元，用于从天线阵列的N行乘M列辐射单元中确定第一天线子阵列，所述第一天线子阵列包括X1列辐射单元，X1为大于等于1的整数；
第二确定单元，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第二天线子阵列，所述第二天线子阵列包括X2列辐射单元，所述第二天线子阵列和所述第一天线子阵列之间非相邻，X2为大于等于1的整数；
扫描单元，用于控制所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第一波束，其中，不同的相移增量对应不同的第一波束；
对准单元，用于根据接收端的反馈，从所述多个第一波束中确定一个第一对准波束。
在一种可能的实现方式中，所述天线装置，还包括：
第三确定单元，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第三天线子阵列，所述第三天线阵列包括Y1行辐射单元，Y1为大于等于1的整数；
第四确定单元，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第四天线子阵列，所述第四天线子阵列包括Y2行辐射单元，所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列之间非相邻，Y2为大于等于1的整数；
第二扫描单元，用于控制所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第二波束，其中，不同的相移增量对应不同的第二波束；
第二对准单元，用于根据接收端的反馈，从所述多个第二波束中确定一个第二对准波束。
在一种可能的实现方式中，所述天线装置，还包括：
第一加权单元，用于对所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列中的每一列的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理；
第二加权单元，用于对所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列中的每一行的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。
在一种可能的实现方式中，所述天线装置，还包括，
第五确定单元，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第五天线子阵列；
第三扫描单元，用于控制所述第五天线子阵列根据不同的相移增量生成不同指向的多个第三波束，其中，所述多个第三波束在所述第一平面上投影的圆心在对准区域内，所述对准区域为所述第一对准波束在所述第一平面上的投影和所述第二对准波束在所述第一平面上的投影相交的区域；
第三对准单元，用于根据接收端的反馈，从所述多个第三波束中确定一个第三对准波束。
第四方面，本发明实施例提供了一种天线装置，可包括：天线阵列和控制单元；
所述天线阵列，至少包括N行乘M列辐射单元；
所述控制单元，用于控制第一天线子阵列和第二天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第一波束，其中，不同的相移增量对应不同的第一波束，所述第一天线子阵列包括X1列辐射单元，所述第二天线子阵列包括X2列辐射单元，所述X1列辐射单元和所述X2列辐射单元为所述N行乘M列辐射单元中相邻的辐射单元，所述X1列辐射单元中的任意一列和所述X2列辐射单元中的任意一列之间的间距D1大于n倍半波长λ，其中，100≥n≥1，X1和X2为大于等于1的整数；根据接收端的反馈，从所述多个第一波束中确定一个第一对准波束。
本发明实施例提供一种天线子阵列之间间距较大的天线阵列结构，且通过天线装置中的控制单元，控制天线阵列中的两个相邻的子阵列，以不同的相移增量生成多个波束，从而进行波束扫描。由于本发明实施例中的相邻两个子阵列的间距大于一倍波长，而由于当辐射单元的间距大于或等于波长时，就会产生栅瓣。由于栅瓣的波束宽度和增益幅度与主瓣近似，因此，本发明实施例，通过控制相邻的两个子阵列进行波束扫描以产生主瓣和栅瓣等效形成一个宽波束辐射，此宽波束在间距大于一倍波长方向上的波束宽度远大于现有技术中相同数量的相邻(间距约为半波长)辐射单元形成的波束宽度，并且保持天线阵列的等效全向辐射功率EIRP不变。所以，本发明实施例，同时满足在波束对准中对波束宽度和波束质量的要求，显著改善了发射端和接收端之间的天线阵列快速对准时间和效率。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于：控制所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第二波束，其中，不同的相移增量对应不同的第二波束，所述第三天线阵列包括Y1行辐射单元，所述第四天线子阵列包括Y2行辐射单元，所述Y1行辐射单元和所述Y2行辐射单元为所述N行乘M列辐射单元中相邻的辐射单元，所述Y1行辐射单元中的任意一行和所述Y2行辐射单元中的任意一行之间的间距D2大于n倍半波长λ，其中，100≥n≥1，Y1和Y2为大于等于1的整数；根据接收端的反馈，从所述多个第二波束中确定一个第二对准波束。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于：对所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列中的每一列的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理；对所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列中的每一行的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第五天线子阵列；控制所述第五天线子阵列根据不同的相移增量生成不同指向的多个第三波束，其中，所述多个第三波束在所述第一平面上投影的圆心在对准区域内，所述对准区域为所述第一对准波束在所述第一平面上的投影和所述第二对准波束在所述第一平面上的投影相交的区域；根据接收端的反馈，从所述多个第三波束中确定一个第三对准波束。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述X1列辐射单元中的任意一列和所述X2列辐射单元中的任意一列之间的间距D1大于n倍波长λ，其中，100≥n≥1。当两个天线子阵列之间的间距大于n倍波长，则可以生成某个方向上的栅瓣，本发明实施例中，通过间距大于n倍波长λ的两个子阵列之间形成栅瓣，并利用栅瓣的波束宽度和增益幅度与主瓣近似的特征，形成等效宽波束，快速覆盖第一方向和第二方向的扫描范围。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述天线阵列在第一平面上；所述多个第一波束在所述第一平面上的投影的中心点连成的线在第一方向上，所述第一方向平行于所述X1列辐射单元中的列方向。本发明实施例中，由于每个第一波束为等效宽波束(同时包含主瓣和多个栅瓣)，因此每个第一波束在第一平面上的投影为多个圆形组成的椭圆，而该椭圆投影在行方向可以覆盖现有技术逐点扫描的波束的多个投影圆。所以，当多个第一波束的在第一平面上的投影的中心点连的线平行于列方向也即是第一方向时，即可以在一定区域范围内以最少的第一波束覆盖现有技术中的逐点扫描的细波束，因此，便可以通过最少的扫描次数获得第一对准波束。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述Y1行辐射单元中的任意一行和所述Y2行辐射单元中的任意一行之间的间距D2大于n倍波长λ，其中，100≥n≥1。当两个天线子阵列之间的间距大于n倍波长，则可以生成某个方向上的栅瓣，本发明实施例中，通过间距大于n倍波长λ的两个子阵列之间形成栅瓣，并利用栅瓣的波束宽度和增益幅度与主瓣近似的特征，形成等效宽波束，快速覆盖第一方向和第二方向的扫描范围。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述天线阵列在第一平面上；所述多个第二波束在所述第一平面上的投影的中心点连成的线在第二方向上，所述第二方向平行于所述Y1辐射单元中的行方向。本发明实施例中，由于每个第二波束为等效宽波束(同时包含主瓣和多个栅瓣)，因此每个第二波束在第一平面上的投影为多个圆形组成的椭圆，而该椭圆投影在列方向可以覆盖现有技术逐点扫描的波束的多个投影圆。所以，当多个第二波束的在第一平面上的投影的中心点连的线平行于行方向也即是第二方向时，即可以在一定区域范围内以最少的第二波束覆盖现有技术中的逐点扫描的细波束，因此，便可以通过最少的扫描次数获得第二对准波束。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述第五天线子阵列包括所述N行乘M列辐射单元。本发明实施例，可以通过控制天线阵列中所包含的N行乘M列辐射单元的相移增量的变化形成细波束，在粗扫范围内进行更为精确的细扫。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述第一波束在所述第一方向上的波束宽度为K，所述多个第一波束的扫描步长为K/2。本发明实施例中，通过在垂直扫描的方向上，将扫描步长设置为等效宽波束的宽度的一半，从而可以提高垂直方向上的扫描进精度，避免漏扫对准波束。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述第二波束在所述第二方向上的波束宽度为K，所述多个第二波束的扫描步长为K/2。本发明实施例中，通过在水平扫描的方向上，将扫描步长设置为等效宽波束的宽度的一半，从而可以提高水平方向上的扫描进精度，避免漏扫对准波束。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述第三波束在所述第一方向或所述第二方向上的波束宽度为L，所述多个第一波束的扫描步长为L/2，其中L<K。本发明实施例中，通过在细扫过程中，将扫描步长设置为波束宽度的一半，从而可以提高细扫的扫描精度，并且由于细扫波束的宽度小于第一波束或第二波束的宽度，从而可以在粗扫之后利用更细的波束进行精确度更高的扫描，最终确定精度更高的对准波束。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述X1列辐射单元中的每一列包括至少两个第一辐射单元，所述至少两个第一辐射单元中任意两个相邻的第一辐射单元之间的间距为d1，其中λ/4≤d1≤λ；所述X2列辐射单元中的每一列包括至少两个第二辐射单元，所述至少两个第二辐射单元中任意两个相邻的第二辐射单元之间的间距为d2，其中λ/4≤d2≤λ。本发明实施例中，通过在第一天线子阵列和第二天线子阵列中，将每一列辐射单元之间的行与行之间的间距设置为小于λ/4≤d1≤λ的范围，从而保证第一波束在第一方向上不会形成栅瓣，保证第一波束的波形和波束质量更佳。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述Y1行辐射单元中的每一行包括至少两个第三辐射单元，所述至少两个第三辐射单元中任意两个相邻的第三辐射单元之间的间距为d3，其中λ/4≤d3≤λ；所述Y2行辐射单元中的每一行包括至少两个第四辐射单元，所述至少两个第四辐射单元中任意两个相邻的第四辐射单元之间的间距为d4，其中λ/4≤d4≤λ。本发明实施例中，通过在第三天线子阵列和第四天线子阵列中，将每一行辐射单元之间的列与列之间的间距设置为小于λ/4≤d1≤λ的范围，从而保证第二波束在第二方向上不会形成栅瓣，保证第二波束的波形和波束质量更佳。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列在同一行的任意两个辐射单元的相位相等，且所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列的任意两行相邻的辐射单元之间的相位差在相同时刻是相等的。本发明实施例，通过相控天线阵列中的相移增量方式，设置第一天线阵列和第二天线阵列中的每个辐射单元的相位以及辐射单元之间的相位差，以生成不同指向的多个第一波束。
结合上述第一方面、第二方面、第三方面或第四方面，在一种可能的实现方式中，所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列在同一列的任意两个辐射单元的相位相等，且所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的任意两列相邻的辐射单元之间的相位差在相同时刻是相等的。本发明实施例，通过相控天线阵列中的相移增量方式，设置第三天线阵列和第四天线阵列中的每个辐射单元的相位以及辐射单元之间的相位差，以生成不同指向的多个第二波束。
第五方面，本发明实施例提供一种天线阵列，该天线阵列中包括处理器，处理器被配置为支持该天线阵列执行第一方面提供的一种天线装置中控制单元的相应的功能。该天线阵列还可以包括存储器，存储器用于与处理器耦合，其保存该天线阵列必要的程序指令和数据。该天线阵列还可以包括通信接口，用于该天线阵列与其他设备或通信网络通信。
第六方面，本发明实施例提供一种网络设备，该网络设备中包括处理器，处理器被配置为支持该网络设备实现第一方面或第四方面提供的天线装置的功能。该网络设备还可以包括存储器，存储器用于与处理器耦合，其保存该网络设备必要的程序指令和数据。该网络设备还可以包括通信接口，用于该网络设备与其他设备或通信网络通信。
第七方面，本发明实施例提供一种处理装置，该处理装置包括处理器，处理器被配置为支持该处理装置实现第一方面或第四方面提供的天线装置的功能。
第八方面，本发明实施例提供一种计算机存储介质，用于储存为上述第二方面提供的一种天线装置中的处理器中所用的计算机软件指令，其包含用于执行上述方面所设计的程序。
第九方面，本发明实施例提供了一种计算机程序，该计算机程序包括指令，当该计算机程序被计算机执行时，使得计算机可以执行上述第二方面中的天线装置中的处理器所执行的流程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本发明实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1是本发明实施例提供的一种扇区波束扫描过程示意图。
图2是本发明实施例提供的一种扇区波束粗扫到细扫的流程示意图。
图3是本发明实施例提供的一种无线通信系统架构图。
图4是本发明实施例提供的一种天线装置的结构图。
图5是本发明实施例提供的一种矩形天线阵列结构示意图。
图6是本发明实施例所提供的多个第一波束在第一平面上的投影的示意图。
图7是本发明实施例提供的一种经过汉宁窗加权的多个第一波束在第一平面上的投影的示意图。
图8是本发明实施例所提供的多个第二波束在第一平面上的投影的示意图。
图9是本发明实施例提供的一种经过汉宁窗加权的多个第二波束在第一平面上的投影的示意图。
图10是本发明实施例提供的一种开启第一天线子阵列和第二天线子阵列的天线阵列示意图。
图11是本发明实施例提供的一种控制单元的前置电路结构示意图
图12是本发明实施例提供的一种一个主瓣和多个栅瓣的波束的天线方向图。
图13是本发明实施例提供的一种天线阵列在垂直方向由汉宁窗加权形成一个宽波束的天线方向图。
图14是本发明实施例提供的一种开启第三天线子阵列和第四天线子阵列的天线阵列示意图。
图15是本发明实施例提供的一种九宫格形式的细扫示意图。
图16是本发明实施例提供的一种细波束与等效宽波束的天线方向图对比示意图。
图17是本发明实施例提供的一种网络设备的结构示意图。
图18是本发明实施例提供的一种终端设备的结构示意图。
图19是本发明实施例提供的一种天线装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例进行描述。
本申请的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“系统”等用于表示计算机相关的实体、硬件、固件、硬件和软件的组合、软件、或执行中的软件。例如，部件可以是但不限于，在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。通过图示，在计算设备上运行的应用和计算设备都可以是部件。一个或多个部件可驻留在进程和/或执行线程中，部件可位于一个计算机上和/或分布在2个或更多个计算机之间。此外，这些部件可从在上面存储有各种数据结构的各种计算机可读介质执行。部件可例如根据具有一个或多个数据分组(例如来自与本地系统、分布式系统和/或网络间的另一部件交互的二个部件的数据，例如通过信号与其它系统交互的互联网)的信号通过本地和/或远程进程来通信。
首先，对本申请中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
(1)天线方向图，又叫辐射方向图(radiation pattern)、远场方向图(far-fieldpattern)。所谓天线方向图，是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强(归一化模值)随方向变化的图形，通常采用通过天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面方向图来表示。天线方向图可分为水平面方向图和铅垂面方向图。
(2)天线阵列(Antenna Array)，单一天线的方向性是有限的，为适合各种场合的应用，将工作在同一频率的两个或两个以上的单个天线，按照一定的要求进行馈电和空间排列构成天线阵列，也叫天线阵。构成天线阵的天线辐射单元称为阵元。天线阵列可以加强和改善辐射场的方向性，加强辐射场的强度。
(3)相控阵天线(Phased Array Antenna，PAA)，相控阵天线是由辐射单元排列而成的定向天线阵列，各辐射单元的相位关系可控，天线阵列利用相移器控制每个辐射单元的信号相位，从而改变整个天线阵列信号在空间的叠加加强方向，从而实现波束的电子扫描。也就是说相控阵天线是通过控制阵列天线中辐射单元的馈电相位来改变方向图形状的天线，控制相位可以改变天线方向图最大值的指向，以达到波束扫描的目的。用机械方法旋转天线时，惯性大、速度慢。相控阵天线克服了这一缺点，波束的扫描速度高，馈电相位一般用电子计算机控制，相位变化速度快(毫秒量级)，即天线方向图最大值指向或其他参数的变化迅速。
(4)等效全向辐射功率(Equivalent Isotropically Radiated Power，EIRP)，或叫有效全向辐射功率，是无线电通信领域的一个常见概念，它指的是卫星或地面站在某个指定方向上的辐射功率，理想状态下等于功放的发射功率乘以天线的增益。以对数方式计算时则可表示为：
EIRP＝PT-Lc+Ga
其中，PT表示功放发送功率，Lc则表示馈线上的损失，Ga表示天线的增益，EIRP的单位为dBW。
(5)天线增益，是指在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力，它是选择基站天线最重要的参数之一。一般来说，增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度，而在水平面上保持全向的辐射性能。增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围，或者在确定范围内增大增益余量。
(6)汉宁(Hanning windows)窗可以看成是升余弦窗的一个特例，汉宁窗可以看作是3个矩形时间窗的频谱之和，或者说是3个sinc(t)型函数之和，而括号中的两项相对于第一个谱窗向左、右各移动了π/T，从而使旁瓣互相抵消，消去高频干扰和漏能。适用于非周期性的连续信号。
(7)码字(Code Word)是指利用Huffman码编码后的信号。一帧包含m个数据位(即报文)和r个冗余位(校验位)。帧的总长度＝数据位+冗余位，包含数据和校验位的第X位单元通常成为X位码字(codeword)。码字由若干个码元组成，计算机通信中通信表现为若干位二进制代码。
(8)栅瓣(Grating Lobe，GL)，对于N个辐射单元的均匀直线阵，如果阵中单元的间距d超过1倍波长，将会周期性的出现幅度与主瓣相等的旁瓣，称之为栅瓣，其中，N为大于2的整数。栅瓣的波束宽度和增益幅度与主瓣近似。
请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种扇区波束扫描过程示意图，大型天线阵列中的扇区波束扫描对准的实现过程，可以如下：
1、在扇区波束扫描过程中，发射端Node A依次发出含有扇区编号(sector ID)的波束，接收端Node B天线设置为全向天线模式，计算每一个扇区波束在接收端的信噪比(Signal-to-Noise Ratio，SNR)、误差矢量幅度(Error Vector Magnitude，EVM)、接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)、接收信道功率参数(ReceivedChannel Power Indicator，RCPI)，并记录发射端发出的最佳波束信号质量的最佳波束编号例如为sector ID1。
2、接收端天线按照相同的方式发射不同扇区的波束给发射端，发射端的天线转换成接收模式，通过全向天线模式接收并计算出接收端发出的最佳波束信号质量的最佳波束编号例如为sector ID2。需要说明的是，接收端在发射不同扇区的波束给发射端时，同时向发射端反馈发射端的最佳波束编号sector ID1。
3、发射端将天线设置为最佳波束编号Best Sector ID即sector ID1，并向接收端发送接收端的最佳波束编号sector ID2。其中，接收端天线处于全向模式(quasi-omniantenna pattern)。
4、接收端收到发射端发出的最佳扇区编号sector ID2后，重新将发射端的最佳扇区编号sector ID1作为回执信息给发射端，以确认相互之间已经完成扇区波束扫描。此时，发射端天线处于全向模式。
然而，当天线阵列中的辐射单元个数越多，生成的波束越细，因此现有的方式由于天线阵列规模的增加，从而导致波束窄，因而波束扫描的数量也急剧上升。例如，一个M×N的阵列在一定的覆盖范围内，相应扫描的波束个数Nsector与阵列的尺寸M×N成正比，其扫描时间随波束扫描个数线性增加。
Nsector∝F(M×N)
综上，在现有技术中，由于大量波束个数的存储与读取对于硬件需求大，并且波束对准时间长，导致现有的扫描方式对于大型阵列的波束对准效率低，不满足5G高频通信中支持快速移动场景和低时延的要求。并且，由于天线阵列前端电路功耗较大，易造成温度上升，而升温后天线阵列前端电路中的功放、低噪放等有源器件的性能下降，导致天线增益下降，不满足系统链路预算要求，进一步造成通信距离有限、误码率高通信质量下降等的结果。
为了解决上述利用遍历扫描全部窄波束来确定最佳发射/接收波束，耗费时间长效率低的问题，本发明实施例采取了分级扫描的策略，即由宽到窄扫描。请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种扇区波束粗扫到细扫的流程示意图，实现过程如下：
第一阶段，为粗扫描，发射端例如基站使用少量的宽波束覆盖整个小区，并依次扫描各宽波束对准的方向。在图2中，基站在此阶段使用了宽波束tA和tB，且只为接收端对准宽波束，对准方向精度不高，所建立的无线通信连接质量也比较有限。
第二阶段，为细扫描，基站利用多个窄波束逐一扫描已在第一阶段中被宽波束覆盖的方向。对单个用户(接收端)而言，尽管此时的扫描波束变窄，但所需扫描的范围却已缩小，扫描次数便相应减少。如图2中所示，在第一阶段宽波束对准的基础上，基站只需继续细化扫描与各用户有关的4个窄波束，比如为用户1扫描波束t1-t4，为用户2扫描波束t5-t8。此时，基站改善了对准每个用户的波束方向的精度，所建立的无线通信连接质量得到提高。因此，在图2中示出的两级波束管理过程中，基站只需为每位用户扫描6次，而无需对全部8个窄波束都进行扫描。
由于，辐射单元越多波束越细，辐射单元越少波束越宽，如果采用传统波束展宽方式，即减少天线阵列中辐射单元的数量进行扫描，虽然可以降低波束扫描的数量，减少波束对准的时间。但是，由于辐射单元数量的减少，致使波束变宽的同时降低了发射端的等效全向辐射功率EIRP和接收端的天线阵列增益，并且，宽波束带宽有限。因此，接收端可能在规定的范围内接收不到信号，导致通信链路断链，无法满足波束快速对准的要求。
所以，本发明实施例还需要解决如何在大型阵列的波束对准的扫描过程中，既能减少波束扫描次数又能提升波束扫描质量的问题，以同时满足波束宽度和波束质量的要求，提升波速对准速度和对准效率，提升通信效率。
基于上述，下面先对本发明实施例所基于的其中一种通信系统架构进行描述。请参见图3，图3是本发明实施例提供的一种无线通信系统架构图，该无线通信系统00中可以包括一个或多个网络设备001、一个或多个终端设备002。网络设备既可以作为波束对准系统中的发射端也可以作为接收端，同理，终端设备002既可以作为接收端也可以作为发射端，本申请对此不作具体限定。其中，
网络设备001，可以为本申请中的天线装置，或者被配置为包含有本申请中的天线装置的设备，并利用所述天线装置生成不同指向的波束，以覆盖整个小区003。例如，在下行通信过程中，网络设备001可以依次生成不同指向的波束发射无线信号与处于不同方位的终端设备002进行通信。可选地，网络设备001可以为基站，基站可以是时分同步码分多址(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access，TD-SCDMA)系统中的基站收发台(Base Transceiver Station，BTS)，也可以是LTE系统中的演进型基站(Evolutional Node B，eNB)，以及5G系统、新空口(NR)系统中的基站。另外，基站也可以为接入点(Access Point，AP)、传输节点(Trans TRP)、中心单元(Central Unit，CU)或其他网络实体，并且可以包括以上网络实体的功能中的一些或所有功能。
终端设备002，可以分布在整个无线通信系统00中，可以是静止的，也可以是移动的。在本申请的一些实施例中，终端设备002可以是移动设备、移动台(mobile station)、移动单元(mobile unit)、M2M终端、无线单元，远程单元、终端代理、移动客户端等等。在未来通信系统中，终端设备002也可以为本申请中的天线装置，或者被配置为包含有本申请中的天线装置的终端设备。例如，终端设备002利用所述天线装置生成不同指向的波束，与网络设备001进行上行通信，或者与其它终端设备002进行M2M通信等。也即是说，在无线通信系统00中，网络设备001和终端设备002都可能采用本申请中的天线装置进行波束对准和多波束通信。
图3所示的无线通信系统00可以工作在高频频段上，不限于长期演进(Long TermEvolution，LTE)系统，还可以是未来演进的第五代移动通信(the 5th Generation，5G)系统、新空口(NR)系统，机器与机器通信(Machine to Machine，M2M)系统等。
可以理解的是，图3中的无线通信系统架构只是本发明实施例中的一种示例性的实施方式，本发明实施例中的通信系统架构包括但不仅限于以上通信系统架构。
下面基于上述无线通信系统，结合本申请中提供的天线装置的实施例，对本申请中提出的技术问题进行具体分析和解决。
请参见图4，图4是本发明实施例提供的一种天线装置的结构图，如图4所示，天线装置200包括：天线阵列2001和控制单元2002，控制单元2002与天线阵列2001可以通过总线或者其他方式连接。其中：
天线阵列2001，至少包括N行乘M列辐射单元。由于本申请中的天线阵列还可以为三角阵列、六边形阵列、菱形阵列，圆形阵列等，因此，本申请中的天线阵列至少包括的N行乘M列辐射单元可以为上述各种形态的阵列中一部分阵列。可选地，在上述各种形态的阵列中，本申请中的N行与M列辐射单元之间的位置关系是相对垂直的。如图5所示，图5是本发明实施例提供的一种矩形天线阵列结构示意图，该矩形阵列包括N行乘M列辐射单元。
控制单元2002，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第一天线子阵列，所述第一天线子阵列包括X1列辐射单元，X1为大于等于1的整数；从所述N行乘M列辐射单元中确定第二天线子阵列，所述第二天线子阵列包括X2列辐射单元，所述第二天线子阵列和所述第一天线子阵列之间非相邻，X2为大于等于1的整数；控制所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第一波束，其中，不同的相移增量对应不同的第一波束；根据接收端的反馈，从所述多个第一波束中确定一个第一对准波束。例如，如图5所示，第一天线子阵列和第二天线子阵列为矩形天线阵列的最边缘的第1列和第11列，或者为第1列+第2列和第10列+第11列，并且，在上述两中情况中，第一天线子阵列与第二天线子阵列之间间隔至少一列(分别为9列和7列)辐射单元。控制单元2002在控制第一天线子阵列和第二天线子阵列的相移增量(progressive phase shif)变化的过程中，第一天线子阵列和第二天线子阵列在相同时刻的相移增量是相同的，也即是说第一天线子阵列和第二天线子阵列在相同的相移增量下共同生成一个第一波束。
本发明实施例基于现有技术中的天线阵列的硬件结构，通过天线装置中的控制单元，控制天线阵列中的两个非相邻的子阵列，以不同的相移增量生成多个波束，从而进行波束扫描。由于传统天线阵列中相邻辐射单元之间的间距因此本发明实施例中的非相邻两个子阵列的间距显然大于一倍波长，而当辐射单元的间距大于或等于波长时，就会产生栅瓣。由于栅瓣的波束宽度和增益幅度与主瓣近似，因此，本发明实施例，通过控制非相邻的辐射单元进行波束扫描以产生主瓣和栅瓣等效形成一个宽波束辐射，此宽波束在间距大于一倍波长方向上的波束宽度远大于相同数量的相邻辐射单元形成的波束宽度，并且保持天线阵列的等效全向辐射功率EIRP不变。所以，本发明实施例，同时满足在波束对准中对波束宽度和波束质量的要求，显著改善了发射端和接收端之间的天线阵列快速对准时间和效率。
在一种可能的实现方式中，所述X1列辐射单元中的任意一列和所述X2列辐射单元中的任意一列之间的间距D1大于n倍波长λ，其中，100≥n≥1。例如，如图5所示，当第一天线子阵列为第1列，第二天线子阵列为第11列，第1列和第11列之间的间距为D1，显然该D1远远大于一倍波长。由于当两个天线子阵列之间的间距大于一倍波长时，则可以生成某个方向上的栅瓣。因此，本发明实施例中，通过间距大于n倍波长λ的两个子阵列之间形成栅瓣，并利用栅瓣的波束宽度和增益幅度与主瓣近似的特征，形成等效宽波束，快速覆盖需要扫描的范围。
在一种可能的实现方式中，第一天线子阵列中的X1列辐射单元中的每一列包括至少两个第一辐射单元，所述至少两个第一辐射单元中任意两个相邻的第一辐射单元之间的间距为d1，其中λ/4≤d1≤λ。如图5中所示，例如，当第一天线子阵列是第1列辐射单元(101、102、103至113)，第1列辐射单元中的相邻辐射单元之间的行间距为d1，λ/4≤d1≤λ。第二天线子阵列中的X2列辐射单元中的每一列包括至少两个第二辐射单元，所述至少两个第二辐射单元中任意两个相邻的第二辐射单元之间的间距为d2，其中λ/4≤d2≤λ。如图5中所示，例如，当第二天线子阵列是第11列辐射单元(1101、1102、1103至1113)，第11列辐射单元中的相邻辐射单元之间的行间距为d1，λ/4≤d1≤λ。即本发明实施例中，通过在第一天线子阵列和第二天线子阵列中，将每一列辐射单元之间的行与行之间的间距设置为小于λ/4≤d1(或d2)≤λ的范围，因为，当间距d1(或d2)小于1/4波长时，辐射单元会连在一起，天线耦合太强不利于辐射，而间距大于一倍波长就会出现栅瓣。因此，λ/4≤d1(或d2)≤λ可以保证第一波束在第一方向上不会形成栅瓣，保证第一波束的波形和波束质量更佳。
在一种可能的实现方式中，第一天线子阵列和第二天线子阵列在同一行的任意两个辐射单元的相位相等，且第一天线子阵列和第二天线子阵列的任意两行相邻的辐射单元之间的相位差在相同时刻是相等的。例如，如图5中所示，第一天线子阵列包括101-113和201-213两列辐射单元，第二天线子阵列包括1001-1013和1101-1113两列辐射单元。那么，在本发明实施例中，101、201、1001、1101的相位均相等，同理，102、202、1002、1102的相位也相等，以此类推，即在相同时刻，每一行中的辐射单元的相位都相等。并且，101与102，102与103、103与104等之间的相位差在相同时刻是相等的，同理1101与1102，1102与1103之间的相位差是相等的。以此类推，即第一天线子阵列和第二天线子阵列的任意两行相邻的辐射单元之间的相位差在相同时刻是相等的。由于本发明实施例是基于相控阵列的原理生成多个指向的扫描波束，因此，控制单元通过相控天线阵列中的相移增量方式，设置第一天线阵列和第二天线阵列中的每个辐射单元的相位以及辐射单元之间的相位差，以生成不同指向的多个第一波束。
在一种可能的实现方式中，所述天线阵列在第一平面上；所述多个第一波束在所述第一平面上的投影的中心点连成的线在第一方向上，所述第一方向平行于所述X1列辐射单元中的列方向。请参见图6，图6是本发明实施例所提供的多个第一波束在第一平面上的投影的示意图，图6中的，例如，8*8个投影圆为现有技术中的细扫波束在第一平面上的投影，图中的8个椭圆则为本发明实施例中的8个第一波束，每个第一波束都可以覆盖一整行细扫投影圆，即覆盖一行的扫描范围。可以理解的是，由主瓣和多个栅瓣组成的第一波束不是严格意义上的椭圆，只是形状类似于椭圆，因此为方便描述，以椭圆代替进行描述。多个第一波束在第一平面上的投影的中心点连成的线在第一方向上，且该第一方向即为平行于X1列辐射单元中的列方向。图6中可以看出，由于每个第一波束为等效宽波束(同时包含主瓣和多个栅瓣)，因此每个第一波束在第一平面上的投影为多个圆形组成的椭圆(类似于椭圆)，而该椭圆投影在行方向可以覆盖现有技术逐点扫描的波束的多个(图6中的8个)投影圆。所以，当多个第一波束的在第一平面上的投影的中心点连的线平行于列方向也即是第一方向时，即可以在一定区域范围内以最少的第一波束覆盖现有技术中的逐点扫描的细波束，因此，可以通过最少的扫描次数获得第一对准波束。
在一种可能的实现方式中，控制单元2002还用于：对所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列中的每一列的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。如图7所示，图7是本发明实施例提供的一种经过汉宁窗加权的多个第一波束在第一平面上的投影的示意图。在图7中，第一波束在第一方向的垂直方向也即是第二方向上的宽度经过汉宁窗加权处理之后，可以增加宽度，因此，可以进一步减少在一定范围内粗扫波束的扫描个数，提升扫描效率。本发明实施例通过在粗扫过程中，对第一天线子阵列、第二天线子阵列中的辐射单元进行汉宁窗处理，进一步增加第一波束在第一方向上宽度，从而减少扫描时间。
经过上述在垂直方向上的粗扫，可以大致确定对准波束所对应的粗略范围即第一对准波束对应的范围，例如图6或图7中的一个投影椭圆对应的扫描范围。在得到该第一对准波束的范围之后，可以直接进行进一步的细扫，例如，在图6或图7对应的粗扫椭圆范围内直接进行细扫，便可以确定与现有技术中相同粒度的细扫对准波束。进一步地，本发明实施例还提供一种方案，基于上述垂直方向上的粗扫，继续在水平方向上进行粗扫，以进一步地缩小对准波束的范围。
在一种可能的实现方式中，控制单元2002，还用于：从所述N行乘M列辐射单元中确定第三天线子阵列，所述第三天线阵列包括Y1行辐射单元，Y1为大于等于1的整数；从所述N行乘M列辐射单元中确定第四天线子阵列，所述第四天线子阵列包括Y2行辐射单元，所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列之间非相邻，Y2为大于等于1的整数；控制所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第二波束，其中，不同的相移增量对应不同的第二波束；根据接收端的反馈，从所述多个第二波束中确定一个第二对准波束。例如，如图5所示，第三天线子阵列和第四天线子阵列为矩形天线阵列的最边缘的第1行和第11行，或者为第1行+第2行和第10行+第11行，并且，在上述两中情况中，第三天线子阵列与第四天线子阵列之间间隔至少一行(分别为11行和9行)辐射单元。在控制第三天线子阵列和第四天线子阵列的相移增量变化的过程中，第三天线子阵列和第四天线子阵列在相同时刻的相移增量是相同的，也即是说第三天线子阵列和第四天线子阵列在相同的相移增量下共同生成一个第二波束。本发明实施例，基于上述第一方面利用了列方向上的子阵列生成了等效宽波束进行扫描后，再通过行方向上的子阵列生成的等效宽波束进行扫描，完成了利用宽波束覆盖水平和垂直方向的波束扫描范围。因而仅需进行一次垂直和一次水平方向上的波束扫描即可确定对准波束的指向范围，从而完成波束对准的粗扫过程。可以理解的是第一天线子阵列、第二天线子阵列与第三天线子阵列、第四天线子阵列之间可以有重合的辐射单元，也可以没有重合的辐射单元。
在一种可能的实现方式中，所述Y1行辐射单元中的任意一行和所述Y2行辐射单元中的任意一行之间的间距D2大于n倍波长λ，其中，100≥n≥1。例如，如图5所示，当第三天线子阵列为第1行，第四天线子阵列为第11行，第1行和第11行之间的间距为D2，显然该D2远远大于一倍波长。而由于当两个天线子阵列之间的间距大于一倍波长时，则可以生成某个方向上的栅瓣。当两个天线子阵列之间的间距大于n倍波长，则可以生成某个方向上的栅瓣，本发明实施例中，通过间距大于n倍波长λ的两个子阵列之间形成栅瓣，并利用栅瓣的波束宽度和增益幅度与主瓣近似的特征，形成等效宽波束，快速覆盖第一方向和第二方向的扫描范围。
在一种可能的实现方式中，所述Y1行辐射单元中的每一行包括至少两个第三辐射单元，所述至少两个第三辐射单元中任意两个相邻的第三辐射单元之间的间距为d3，其中λ/4≤d3≤λ；其特征在于，所述Y2行辐射单元中的每一行包括至少两个第四辐射单元，所述至少两个第四辐射单元中任意两个相邻的第四辐射单元之间的间距为d4，其中λ/4≤d4≤λ。如图5中所示，例如第三天线子阵列是第1行辐射单元，第1行辐射单元中相邻辐射单元之间的行间距为d3，λ/4≤d3≤λ。第四天线子阵列中的Y2行辐射单元中的每一行包括至少两个第二辐射单元，所述至少两个第二辐射单元中任意两个相邻的第二辐射单元之间的间距为d2，其中λ/4≤d2≤λ。如图5中所示，例如第四天线子阵列是第11行辐射单元，第11行辐射单元中相邻辐射单元之间的行间距为d4，λ/4≤d4≤λ。本发明实施例中，通过在第三天线子阵列和第四天线子阵列中，将每一行辐射单元之间的列与列之间的间距设置为小于λ/4≤d3(或d4)≤λ的范围，从而保证第二波束在第二方向上不会形成栅瓣，保证第二波束的波形和波束质量更佳。
在一种可能的实现方式中，所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列在同一列的任意两个辐射单元的相位相等，且所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的任意两列相邻的辐射单元之间的相位差在相同时刻是相等的。例如，如图5中所示，第三天线子阵列包括101-1101和102-1102两行辐射单元，第四天线子阵列包括112-1112和113-1113两行辐射单元。那么在本发明实施例中，101、102、112、113的相位均相等，同理，1101、1102、1112、1113的相位也相等，以此类推，即在相同时刻，在同一列的任意两个辐射单元的相位相等。并且，101与201，201与301之间的相位差在相同时刻是相等的，同理901与1001,1001与1101之间的相位差是相等的。以此类推，即第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的任意两列相邻的辐射单元之间的相位差在相同时刻是相等的。本发明实施例，通过相控天线阵列中的相移增量方式，设置第三天线阵列和第四天线阵列中的每个辐射单元的相位以及辐射单元之间的相位差，以生成不同指向的多个第二波束。
在一种可能的实现方式中，所述天线阵列在第一平面上；所述多个第二波束在所述第一平面上的投影的中心点连成的线在第二方向上，所述第二方向平行于所述Y1辐射单元中的行方向。请参见图8，图8是本发明实施例所提供的多个第二波束在第一平面上的投影的示意图，图8中的，例如，8*8个投影圆为现有技术中的细扫波束在第一平面上的投影，图8中的8个横向椭圆为本发明实施例中的8个第一波束，每个第一波束都可以覆盖一整行细扫投影圆，即覆盖一行的扫描范围。图8中8个纵向椭圆为本发明实施例中的8个第二波束，每个第二波束都可以覆盖一整列细扫投影圆，即覆盖一列的扫描范围。可以理解的是由主瓣和多个栅瓣组成的第一波束不是严格意义上的椭圆，只是形状类似于椭圆，因此为方便描述，以椭圆代替进行描述。多个第一波束在第一平面上的投影的中心点连成的线在第一方向上，多个第二波束在第二平面上的投影中心点连成的线在第二方向上。可以看出，本发明实施例中，由于每个第二波束为等效宽波束(同时包含主瓣和多个栅瓣)，因此每个第二波束在第一平面上的投影为多个圆形组成的椭圆，而该椭圆投影在列方向可以覆盖现有技术逐点扫描的波束的多个投影圆。所以，当多个第二波束的在第一平面上的投影的中心点连的线平行于行方向也即是第二方向时，即可以在一定区域范围内以最少的第二波束覆盖现有技术中的逐点扫描的细波束，因此，便可以通过最少的扫描次数获得第二对准波束。
在一种可能的实现方式中，控制单元2002，还用于：对所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列中的每一行的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。如图9所示，图9是本发明实施例提供的一种经过汉宁窗加权的多个第二波束在第一平面上的投影的示意图。在图9中，第二波束在第二方向的垂直方向也即是第一方向上的宽度经过汉宁窗加权之后，可以增加宽度，因此可以进一步的减少在一定范围内粗扫波束的扫描个数，提升扫描效率。本发明实施例通过在粗扫过程中，对第三天线子阵列和第四天线子阵列中的辐射单元进行汉宁窗处理，进一步增加第二波束的宽度，从而减少扫描时间。
经过上述在垂直方向和水平方向上的粗扫，可以进一步地缩小对准波束的范围，例如为图8和图9中的一个垂直方向上的投影椭圆和一个水平方向上的投影相交的区域对应的扫描范围。在进一步缩小了对准波束的范围之后，便可以利用与现有技术中相同粒度的细扫波束进行扫描，以最终确定对准的窄波束。因此，本发明实施例基于上述垂直方向上的粗扫和水平方向上的粗扫之后，通过更细粒度的窄波束进行细扫，得到最终的对准细波束。
在一种可能的实现方式中，控制单元2002，还用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第五天线子阵列；控制所述第五天线子阵列根据不同的相移增量生成不同指向的多个第三波束，其中，所述多个第三波束在所述第一平面上投影的圆心在对准区域内，所述对准区域为所述第一对准波束在所述第一平面上的投影和所述第二对准波束在所述第一平面上的投影相交的区域；根据接收端的反馈，从所述多个第三波束中确定一个第三对准波束。即通过细扫波束第三波束在第一次粗扫和第二次粗扫确定区域范围内进行细扫，具体的规则，可以是所有第三波束在第一平面上的投影在对准区域内，或者是所有的第三波束的投影圆的圆心在对准区域内。本发明实施例，基于上述垂直和水平方向上的宽波束扫描所确定的对准波束的指向范围，在该指向范围中通过细扫方式进一步确定对准波束的指向，从而进行更精确的波束对准。
在一种可能的实现方式中，所述第五天线子阵列包括所述N行乘M列辐射单元。由于辐射单元越多，波束越细，本发明实施例，可以通过控制天线阵列中所包含的N行乘M列辐射单元的相移增量的变化形成细波束，在粗扫范围内进行更为精确的细扫。
在一种可能的实现方式中，所述第一波束在所述第一方向上的波束宽度为K，所述多个第一波束的扫描步长为K/2。可选地，所述第二波束在所述第二方向上的波束宽度为K，所述多个第二波束的扫描步长为K/2。本发明实施例中，通过在垂直和/或水平扫描的方向上，将扫描步长设置为等效宽波束的宽度的一半，从而可以提高垂直和水平方向上的扫描进精度，避免漏扫对准波束。
在一种可能的实现方式中，所述第三波束在所述第一方向或所述第二方向上的波束宽度为L，所述多个第一波束的扫描步长为L/2，其中L<K。本发明实施例中，通过在细扫过程中，将扫描步长设置为波束宽度的一半，从而可以提高细扫的扫描精度，并且由于细扫波束的宽度小于第一波束或第二波束的宽度，从而可以在粗扫之后利用更细的波束进行精确度更高的扫描，最终确定精度更高的对准波束。
接下来，结合控制单元2002的具体结构，对本申请中的天线装置如何实现先粗扫再细扫进行示例性说明。波束扫描主要分为波束扫描初始设置、垂直(或水平)方向波束扫描、水平(或垂直)方向波束扫描、细波束细扫四个步骤：
步骤一、波束扫描初始设置：
参见图10，图10是本发明实施例提供的一种开启第一天线子阵列和第二天线子阵列的天线阵列示意图。该天线阵列位于本发明实施例中的天线装置(例如为基站)中，当该基站作为发射端时，该基站的其中一个基板上的天线阵列包含N行*M列个辐射单元，即水平方向上的每一行均有M个辐射单元，垂直方向上的每一列均有N个辐射单元。每两个相邻天线之间的间距均为d。即无论是水平方向还是垂直方向上的，辐射单元间距其中，λ0为天线波长。
步骤二、垂直方向波束扫描(以先垂直为例)，该步骤包括(1)垂直方向波束初始设置和(2)垂直方向波束扫描：
(1)垂直方向波束初始设置分为两部分，①阵中单元开启和关闭与②阵中单元加权。这两部分都与辐射单元前端电路的配置有关。其中，
①阵中单元开启和关闭：该天线阵列中包含水平方向(x方向)共M(图11中以M＝11为例)列单元，垂直方向(y方向)共N(图11中以M＝13为例)列单元。如图11所示，第一天线子阵列为辐射单元101、102、103至113，201、202、203至213，第二天线子阵列为1001、1002、1003至913，1101、1102、1103至1113；其中，上述第一天线子阵列和第二天线子阵列在y方向(即第一方向)上的间距为d、在x方向(即第二方向)上的间距也为d；。其中，水平方向的辐射单元201与1001之间(同理202与1002等)的间距为D1(D1>>d)。
请参见图11，图11是本发明实施例提供的一种控制单元的前置电路结构示意图，在一种可能的实现方式中，控制单元2002的前置电路具体可包括可变增益放大器(Variable gain amplifer，VGA)220，移相器(Phase shifter，PS)221、功放器(PowerAmplifier，PA)222和天线硬件接口(Antenna Hardware Interface，ANT)223，可以理解的是，每个辐射单元都对应有一个PS、一个PA和一个ANT。其中
可变增益放大器220，是一种通过调节电压而控制增益的电子放大器，用于多种远程检测和通信设备中。从超声波、雷达、激光雷达、无线通信到语音分析等应用都采用可变增益来增强动态性能。
移相器221，相移器可以控制每个辐射单元的信号相位，从而改变整个天线阵列信号在空间的叠加加强方向，从而实现本申请中的波束的电子扫描。
功放器222，用于功率放大器，简称“功放”，是指在给定失真率条件下，能产生最大功率输出以驱动某一负载的放大器。
天线硬件接口223，用来连接本发明实施例中的天线阵列。
首先，垂直方向的第一天线子阵列所包括的辐射单元101、102、103至113，201、202、203至213，以及第二天线子阵列所包括的天线子阵列1001、1002、1003至913，1101、1102、1103至1113的前置电路打开，同时，垂直辐射单元301，302，303，305至306的前置电路中的功放器222与移相器221处于关闭状态，功放器221不馈电，移相器221打00码字。图8中深灰色代表开启的辐射单元(如101、102等)，白色代表关闭的辐射单元(如301、302等)。
②阵中单元加权：如图10中所示，开启的垂直方向的辐射单元(101、102、103至113，201、202、203至213，和1001、1002、1003至913，1101、1102、1103至1113)的前置电路中功放器的221的输入功率为HWn＝[W1，W2，W3…WN]，移相器222的相位为HWθn＝[θ1，θ2，θ3…θN]，其中天线阵列的输入功率HWn按照以下公式(1)中的汉宁窗函数配置。
公式(1)中，W1，W2，W3…WN为功放器222的输入功率，K1，K2，K3…Kn为汉宁窗函数加权的系数，加权的主要目的是增加波束宽度以便在波束扫描时减少扫描个数，具体加权幅值本发明实施例不作具体限定。天线阵列的相位HWθ将移相器221均设置为0度相位配置。开启的水平方向单元(辐射单元101、201、301至901、1001、1101，和112、212、312至912、1012、1112，和113、213、313至913、1013、1113)前的置电路中功放器221的输入功率为HWm＝[W1，W2，WM-1，WM]，移相器222的相位为HWθm＝[θ1，θ2，θM-1，θM]，其中W1＝W2＝WM-1＝WM，θ1＝θ2＝θM-1＝θM，即水平方向的辐射单元的输入功率幅度相同，相位相等。
最后，垂直方向波束初始设置成功后，天线阵列生成如图7中所示的投影在第一平面上为椭圆的等效宽波束，此时天线阵列在水平方向生成如图12所示的一个主瓣和多个栅瓣的波束，而栅瓣波束生成的位置与水平方向开启的单元的最大间距D1有关。在一定周期内，栅瓣产生的位置为公式(2)；
上式中θGL为栅瓣产生的位置，λ0为天线波长，D_G即为D1，为水平方向开启的单元的最大间距。改变天线间距D1，栅瓣会随之变化。
NGL∝D_G(3)
上式中NGL为栅瓣个数，D_G为水平方向开启的单元的最大间距。因此阵列中水平方向开启单元的最大间距越大则产生的栅瓣个数越多。
如图13所示，天线阵列在垂直方向由于汉宁窗加权形成一个宽波束，波束宽度为相比普通的矩形窗函数(未加权)的波束宽度可以提高1.8倍左右。
(2)垂直方向波束扫描：发射天线端通过移相器221设置垂直方向对应的辐射单元之间的不同时延，从而更改生成的波束的指向，垂直方向波束扫描开始。
公式(4)中，θd为数字移相器渐进相位差，d为天线间距，θs为天线波束的指向角度，λ0为天线波长。当辐射单元间距一定时，如时，天线波束扫描的指向角度θs与数字移相器的相位差θd为成正比。移相器221中相位配置为如下公式(5)；
HWθn＝[θ1，θ2，θ3…θN] (5)
θN＝θN-1+θd
公式(5)中θ1，θ2，θ3…θN为数字移相器，即辐射单元的输入相位，θN为垂直方向第N个辐射单元的输入相位，θN-1为第垂直方向第N-1个辐射单元的输入相位，θd为第N个与第N-1个辐射单元的相位差。
而根据应用场景不同，天线阵列的波束指向角度也不同。通常情况下，无线基站需满足收发天线的波束扫描范围Φ＝[-60，60的扇区覆盖，而天线的波束扫描步长θs与波束宽度有关，通常当时，天线的波束扫描步长满足精度要求。由于汉宁窗加权形成的宽波束，波束宽度整个垂直方向的波束扫描个数Ns
公式(6)中，Ns为波束扫描个数，Φ为波束扫描范围，θBW为垂直方向的波束宽度，N为垂直方向的辐射单元个数。因此由公式(6)可看出波束扫描个数Ns为1.33×N，相比传统方式的扫描波束个数减少1.8倍。生成的每一个波束对应各自的sector ID由寄存器储存，并通过FPGA等逻辑控制波束指向。
步骤三、水平方向波束初始配置，包括(1)水平直方向波束初始设置和(2)水平方向波束扫描：
(1)水平方向初始配置的方式与垂直方向相似。主要区别在于开启的辐射单元不同，如图14所示，水平方向波束初始设置分为两部分，阵中单元开启与关闭与阵中单元加权。这两部分都与辐射单元前端电路的配置有关。其中，
①阵中单元开启与关闭：一个矩形的天线阵列中包含水平方向共M个单元，垂直方向共N个单元。参见图14，图14是本发明实施例提供的一种开启第三天线子阵列和第四天线子阵列的天线阵列示意图，第三天线阵列为辐射单元101、201、301至901、1001、1101，第四天线阵列为辐射单元为112、212、312至912、1012、1112，和113、213、313至913、1013、1113。同样，第三天线子阵列和第四天线子阵列在x方向(即第二方向)上的间距为d、在y方向(即第一方向)上的间距也为d。其中，垂直方向的辐射单元202与212之间的间距为D2(D2>>d)。
首先，水平方向辐射单元101、201、301至901、1001、1101，102、202、302至902、1002、1102，以及112、212、312至912、1012、1112，和113、213、313至913、1013的前置电路打开，同时水平辐射单元103，104，105至111所在的行对应的辐射单元的前置电路中的功放器222与移相器221处于关闭状态，功放器221不馈电，移相器221打00码字。图12中深灰色代表开启的辐射单元(如101和102等)，白色代表关闭的辐射单元(如103和203等)。
②阵中单元加权：如图14中所示，开启的水平方向的辐射单元101、201、301至901、1001、1101，102、202、302至902、1002、1102，以及112、212、312至912、1012、1112，和113、213、313至913、1013)前置电路中功放器221的输入功率为HWm＝[W1，W2，W3…WM]，移相器222的相位为HWθm＝[θ1，θ2，θ3…θM]，其中天线阵列的输入功率HWm按照公式(1)中的汉宁窗函数配置(具体加权幅值不作具体限定)以增加波束宽度，天线的相位HWθ将移相器221均设置为0度相位配置。开启的水平方向单元(101、201、301至901、1001、1101，102、202、302至902、1002、1102，以及112、212、312至912、1012、1112，和113、213、313至913、1013)前置电路中功放器221的输入功率为HWn＝[W1，W2，WN-1，WN]，移相器222的相位为HWθn＝[θ1，θ2，θN-1，θN]，其中W1＝W2＝WN-1＝WN，θ1＝θ2＝θN-1＝θN，即垂直方向的辐射单元的输入功率幅度相同，相位相等。
水平方向波束初始设置成功后阵列生成如图9中所示的投影在第一平面上为垂直椭圆的等效宽波束，此时天线阵列在垂直方向生成类似于图12所示的一个主瓣和多个栅瓣的波束，在水平方向由于汉宁窗加权形成一个如图13所示的宽波束，波束宽度为相比普通的矩形窗函数(未加权)的波束宽度提高1.8倍。
(2)水平方向波束扫描：
水平方向波束扫描方式与垂直方向相似，发射天线端通过移相器221设置水平方向对应的辐射单元之间的不同时延，从而更改生成的波束的指向，水平方向波束扫描开始。其中移相器221中相位配置为如下公式(7)
HWθm＝[θ1，θ2，θ3…θM] (7)
公式(7)中，θ1，θ2，θ3…θM为数字移相器，即辐射单元的输入相位，
θM＝θM-1+θd (8)
公式(8)中，θM为水平方向第M个辐射单元的输入相位，θM-1为第水平方向第M-1个辐射单元的输入相位，θd为第M个与第M-1个辐射单元的相位差。
而根据应用场景不同，天线阵列的波束指向角度也不同。通常情况下，无线基站需满足收发天线的波束扫描范围Φ＝[-60，60]的扇区覆盖，而天线的波束扫描步长θs与波束宽度有关，通常当时，波束扫描步长满足精度要求。由于汉宁窗加权形成的宽波束，波束宽度整个水平方向的波束扫描个数Ns
公式(9)中，Ns为波束扫描个数，Φ为波束扫描范围，θBW为水平方向的波束宽度，M为水平方向的辐射单元个数。因此由公式(9)可看出波束扫描个数Ns为1.33×M，相比传统方式的扫描波束个数减少1.8倍。生成的每一个波束对应各自的sector ID由寄存器储存，并通过FPGA等逻辑控制波束指向。
步骤四、细波束细扫过程：
经过上一级粗扫过程后，接收天线阵列的前端电路中的功率检测器检测出垂直或水平方向宽波束扫描后的最大功率，并告知发射端的基站，发射端在确认最大功率所对应的局部区域进行如图15所示的九宫格形式的细扫。如图11所示，天线阵列前端电路收发组件中的移相器221和功放器222全部打开，天线阵列2002中的单元全部为有源单元。前置电路中移相器221的相位为Φn＝[Φ1，Φ2…ΦN-1，ΦN]，功放器222的输入功率为PDn＝[P1，P2…PN-1，PN]，其中移相器221配置为Φ1＝Φ2＝ΦN-1＝ΦN，功放的配置为P1＝P2＝PN-1＝PN，即采用等幅同相的馈电方式对于天线阵列2002馈电。此时，阵列的辐射单元全部开启，形成如图16所示的高增益细波束，细波束的波束宽度ΦBW约为粗波束宽度θBW的一半，即而细波束峰值增益高于粗波束的增益约δdB
公式(10)中，M为水平方向单元个数，N为垂直方向单元个数，K为常数，使用汉宁窗加权时K＝1.8。因此天线阵列规模越大，形成的细波束的峰值增益越高，细波束进行九宫格扫描时能够提高EIRP并更加准确的实现波束对准。细扫过程与宽波束扫描方式无本质区别，但只进行了S2(S＝3)次波束扫描即可完成细波束的扫描，此时整体波束扫描与对准完成。整体波束扫描个数由原先Nsector∝F(M×N)下降至Nsector∝F(M+N)，从而大幅降低大型阵列中波束对准时间。
传统天线阵列中单元的间距由此产生的波束宽度窄，在一定的扫描范围内由于波束宽度窄，需要不断切换波束来覆盖整个扫描范围。本发明通过改善天线间距而形成栅瓣，等效形成宽波束，同时可以提升发射端的EIRP和接收端天线阵列的增益，满足在远距离场景下，显著改善发射和接收之间的天线阵列快速对准时间。
参考图17，图17示出了本申请的一些实施例提供的网络设备300。如图17所示，网络设备300可包括：一个或多个网络设备处理器3001、存储器3002、通信接口3003、发射器3005、接收器3006、耦合器3007和天线3008。这些部件可通过总线3004或者其他式连接，图17以通过总线连接为例。其中：
通信接口3003可用于网络设备300与其他通信设备，例如终端设备或其他网络设备，进行通信。具体的，所述终端设备可以是图18所示的终端400。具体的，通信接口3003通信接口203可以是长期演进(LTE)(4G)通信接口，也可以是5G或者未来新空口的通信接口。不限于无线通信接口，网络设备300还可以配置有有线的通信接口3003来支持有线通信，例如一个网络设备300与其他网络设备300之间的回程链接可以是有线通信连接。
发射器3005可用于对网络设备处理器3001输出的信号进行发射处理，例如通过波束成形实现定向发送。接收器3006可用于对天线3008(可以为天线阵列)接收的移动通信信号进行接收处理，例如通过波束成形实现定向接收。在本申请的一些实施例中，发射器3005/接收器3006可以包括波束成形控制器，用于对发送信号/接收信号乘以权重向量，控制信号的定向发射/接收。
在本申请的一些实施例中，发射器3005和接收器3006可看作一个无线调制解调器。在网络设备300中，发射器3005和接收器3006的数量均可以是一个或者多个。天线3008可用于将传输线中的电磁能转换成自由空间中的电磁波，或者将自由空间中的电磁波转换成传输线中的电磁能。耦合器3007可用于将移动通信号分成多路，分配给多个的接收器3006。
存储器3002与网络设备处理器3001耦合，用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体的，存储器3002可包括高速随机存取的存储器，并且也可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。存储器3002可以存储操作系统(下述简称系统)，例如uCOS、VxWorks、RTLinux等嵌入式操作系统。存储器3002还可以存储网络通信程序，该网络通信程序可用于与一个或多个附加设备，一个或多个终端设备，一个或多个网络设备进行通信。
网络设备处理器3001可用于进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制区内的终端提供小区切换控制等。具体的，网络设备处理器3001可包括：管理/通信模块(Administration Module/Communication Module，AM/CM)(用于话路交换和信息交换的中心)、基本模块(Basic Module，BM)(用于完成呼叫处理、信令处理、无线资源管理、无线链路的管理和电路维护功能)、码变换及子复用单元(Transcoder andSubMultiplexer，TCSM)(用于完成复用解复用及码变换功能)等等。
本申请实施例中，网络设备处理器3001可用于读取和执行计算机可读指令。具体的，网络设备处理器3001可用于调用存储于存储器3002中的程序，例如本申请的一个或多个实施例提供的信号传输方法在网络设备300侧的实现程序，并执行该程序包含的指令。
可以理解的，网络设备300可以是图3示出的无线通信系统00中的网络设备001，可实施为基站收发台，无线收发器，一个基本服务集(BSS)，一个扩展服务集(ESS)，NodeB，eNodeB，接入点或TRP等等。
需要说明的，图17所示的网络设备300仅仅是本申请实施例的一种实现方式，实际应用中，网络设备300还可以包括更多或更少的部件，这里不作限制。
参考图18，图18示出了本申请的一些实施例提供的终端400。如图18所示，终端400可包括：一个或多个终端处理器4001、存储器4002、通信接口4003、接收器4005、发射器4006、耦合器4007、天线4008、终端接口4002，以及输入输出模块(包括音频输入输出模块4010、按键输入模块4011以及显示器4012等)。这些部件可通过总线4004或者其他方式连接，图18以通过总线连接为例。其中：
通信接口4003可用于终端400与其他通信设备，例如网络设备，进行通信。具体的，所述网络设备可以是图17所示的网络设备300。具体的，通信接口4003可以是长期演进(LTE)(4G)通信接口，也可以是5G或者未来新空口的通信接口。不限于无线通信接口，终端400还可以配置有有线的通信接口4003，例如局域接入网(Local Access Network，LAN)接口。
发射器4006可用于对终端处理器4001输出的信号进行发射处理，例如通过波束成形实现定向发送。接收器4005可用于对天线4008(可以为天线阵列)接收的移动通信信号进行接收处理，例如通过波束成形实现定向接收。在本申请的一些实施例中，发射器3005/接收器3006可以包括波束成形控制器，用于对发送信号/接收信号乘以权重向量，控制信号的定向发射/接收。
在本申请的一些实施例中，发射器4006和接收器4005可看作一个无线调制解调器。在终端设备400中，发射器4006和接收器4005的数量均可以是一个或者多个。天线4008可用于将传输线中的电磁能转换成自由空间中的电磁波，或者将自由空间中的电磁波转换成传输线中的电磁能。耦合器4007用于将天线4008接收到的移动通信信号分成多路，分配给多个的接收器4005。
除了图18所示的发射器4006和接收器4005，终端设备400还可包括其他通信部件，例如GPS模块、蓝牙(Bluetooth)模块、无线高保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)模块等。不限于上述表述的无线通信信号，终端400还可以支持其他无线通信信号，例如卫星信号、短波信号等等。不限于无线通信，终端400还可以配置有有线网络接口(如LAN接口)来支持有线通信。
所述输入输出模块可用于实现终端400和终端/外部环境之间的交互，可主要包括包括音频输入输出模块4010、按键输入模块4011以及显示器4012等。具体的，所述输入输出模块还可包括：摄像头、触摸屏以及传感器等等。其中，所述输入输出模块均通过终端接口4009与终端处理器4001进行通信。
存储器4002与终端处理器4001耦合，用于存储各种软件程序和/或多组指令。具体的，存储器4002可包括高速随机存取的存储器，并且也可包括非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备。存储器4002可以存储操作系统(下述简称系统)，例如ANDROID，IOS，WINDOWS，或者LINUX等嵌入式操作系统。存储器4002还可以存储网络通信程序，该网络通信程序可用于与一个或多个附加设备，一个或多个终端设备，一个或多个网络设备进行通信。存储器4002还可以存储终端接口程序，该终端接口程序可以通过图形化的操作界面将应用程序的内容形象逼真的显示出来，并通过菜单、对话框以及按键等输入控件接收终端对应用程序的控制操作。
在本申请的一些实施例中，存储器4002可用于存储本申请的一个或多个实施例提供的信号传输方法在终端400侧的实现程序。关于本申请的一个或多个实施例提供的信号传输方法的实现，请参考后续实施例。
终端处理器4001可用于读取和执行计算机可读指令。具体的，终端处理器4001可用于调用存储于存储器4002中的程序，例如本申请的一个或多个实施例提供的信号传输方法在终端设备400侧的实现程序，并执行该程序包含的指令。
可以理解的，终端400可以是图3示出的无线通信系统00中的终端002，可实施为移动设备，移动台(mobile station)，移动单元(mobile unit)，无线单元，远程单元，终端代理，移动客户端等等。
需要说明的，图18所示的终端设备400仅仅是本申请实施例的一种实现方式，实际应用中，终端设备400还可以包括更多或更少的部件，这里不作限制。
请参见图19，图19是本发明实施例提供的一种天线装置的结构示意图，该天线装置500可以包括第一确定单元5001、第二确定单元5002、第一扫描单元5003和第一对准单元5004.可选地，还可以包括第三确定单元5005、第四确定单元5006、第二扫描单元5007、第二对准单元5008、第一加权单元5009、第二加权单元5010、第五确定单元5011、第三扫描单元5012和第三对准单元5013，其中，各个单元的详细描述如下。
第一确定单元5001，用于从天线阵列的N行乘M列辐射单元中确定第一天线子阵列，所述第一天线子阵列包括X1列辐射单元，X1为大于等于1的整数；
第二确定单元5002，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第二天线子阵列，所述第二天线子阵列包括X2列辐射单元，所述第二天线子阵列和所述第一天线子阵列之间非相邻，X2为大于等于1的整数；
第一扫描单元5003，用于控制所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第一波束，其中，不同的相移增量对应不同的第一波束；
第一对准单元5004，用于根据接收端的反馈，从所述多个第一波束中确定一个第一对准波束。
在一种可能的实现方式中，天线装置500，还可以包括：
第三确定单元5005，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第三天线子阵列，所述第三天线阵列包括Y1行辐射单元，Y1为大于等于1的整数；
第四确定单元5006，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第四天线子阵列，所述第四天线子阵列包括Y2行辐射单元，所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列之间非相邻，Y2为大于等于1的整数；
第二扫描单元5007，用于控制所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第二波束，其中，不同的相移增量对应不同的第二波束；
第二对准单元5008，用于根据接收端的反馈，从所述多个第二波束中确定一个第二对准波束。
在一种可能的实现方式中，天线装置500，还可以包括：
第一加权单元5009，用于对所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列中的每一列的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。
在一种可能的实现方式中，天线装置500，还可以包括：
第二加权单元5010，用于对所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列中的每一行的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。
在一种可能的实现方式中，天线装置500，还可以包括，
第五确定单元5011，用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第五天线子阵列；
第三扫描单元5012，用于控制所述第五天线子阵列根据不同的相移增量生成不同指向的多个第三波束，其中，所述多个第三波束在所述第一平面上的投影的圆心在对准区域内，所述对准区域为所述第一对准波束在所述第一平面上的投影和所述第二对准波束在所述第一平面上的投影相交的区域；
第三对准单元5013，用于根据接收端的反馈，从所述多个第三波束中确定一个第三对准波束。
在一种可能的实现方式中，所述X1列辐射单元中的任意一列和所述X2列辐射单元中的任意一列之间的间距D1大于n倍波长λ，其中，100≥n≥1。
在一种可能的实现方式中，所述天线阵列在第一平面上；所述多个第一波束在所述第一平面上的投影的中心点连成的线在第一方向上，所述第一方向平行于所述X1列辐射单元中的列方向。
在一种可能的实现方式中，所述Y1行辐射单元中的任意一行和所述Y2行辐射单元中的任意一行之间的间距D2大于n倍波长λ，其中，100≥n≥1。
在一种可能的实现方式中，所述天线阵列在第一平面上；所述多个第二波束在所述第一平面上的投影的中心点连成的线在第二方向上，所述第二方向平行于所述Y1辐射单元中的行方向。
在一种可能的实现方式中，所述第五天线子阵列包括所述N行乘M列辐射单元。
在一种可能的实现方式中，所述第一波束在所述第一方向上的波束宽度为K，所述多个第一波束的扫描步长为K/2。
在一种可能的实现方式中，所述第二波束在所述第二方向上的波束宽度为K，所述多个第二波束的扫描步长为K/2。
在一种可能的实现方式中，所述第三波束在所述第一方向或所述第二方向上的波束宽度为L，所述多个第一波束的扫描步长为L/2，其中L<K。
在一种可能的实现方式中，所述X1列辐射单元中的每一列包括至少两个第一辐射单元，所述至少两个第一辐射单元中任意两个相邻的第一辐射单元之间的间距为d1，其中λ/4≤d1≤λ；所述X2列辐射单元中的每一列包括至少两个第二辐射单元，所述至少两个第二辐射单元中任意两个相邻的第二辐射单元之间的间距为d2，其中λ/4≤d2≤λ。
在一种可能的实现方式中，所述Y1行辐射单元中的每一行包括至少两个第三辐射单元，所述至少两个第三辐射单元中任意两个相邻的第三辐射单元之间的间距为d3，其中λ/4≤d3≤λ；所述Y2行辐射单元中的每一行包括至少两个第四辐射单元，所述至少两个第四辐射单元中任意两个相邻的第四辐射单元之间的间距为d4，其中λ/4≤d4≤λ。
在一种可能的实现方式中，所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列在同一行的任意两个辐射单元的相位相等，且所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列的任意两行相邻的辐射单元之间的相位差在相同时刻是相等的。
在一种可能的实现方式中，所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列在同一列的任意两个辐射单元的相位相等，且所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的任意两列相邻的辐射单元之间的相位差在相同时刻是相等的。
需要说明的是，本发明实施例中所描述的天线装置500中各功能单元的功能可参见上述图3-图16中所述的天线装置中的控制单元的相关描述，此处不再赘述。
本发明实施例还提供了另一种天线装置，可包括：天线阵列和控制单元；
所述天线阵列，至少包括N行乘M列辐射单元；所述控制单元，用于控制第一天线子阵列和第二天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第一波束，其中，不同的相移增量对应不同的第一波束，所述第一天线子阵列包括X1列辐射单元，所述第二天线子阵列包括X2列辐射单元，所述X1列辐射单元和所述X2列辐射单元为所述N行乘M列辐射单元中相邻的辐射单元，所述X1列辐射单元中的任意一列和所述X2列辐射单元中的任意一列之间的间距D1大于n倍半波长λ，其中，100≥n≥1，X1和X2为大于等于1的整数；根据接收端的反馈，从所述多个第一波束中确定一个第一对准波束。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于：控制所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第二波束，其中，不同的相移增量对应不同的第二波束，所述第三天线阵列包括Y1行辐射单元，所述第四天线子阵列包括Y2行辐射单元，所述Y1行辐射单元和所述Y2行辐射单元为所述N行乘M列辐射单元中相邻的辐射单元，所述Y1行辐射单元中的任意一行和所述Y2行辐射单元中的任意一行之间的间距D2大于n倍半波长λ，其中，100≥n≥1，Y1和Y2为大于等于1的整数；根据接收端的反馈，从所述多个第二波束中确定一个第二对准波束。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于：对所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列中的每一列的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于：对所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列中的每一行的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。
在一种可能的实现方式中，所述控制单元，还用于从所述N行乘M列辐射单元中确定第五天线子阵列；控制所述第五天线子阵列根据不同的相移增量生成不同指向的多个第三波束，其中，所述多个第三波束在所述第一平面上投影的圆心在对准区域内，所述对准区域为所述第一对准波束在所述第一平面上的投影和所述第二对准波束在所述第一平面上的投影相交的区域；根据接收端的反馈，从所述多个第三波束中确定一个第三对准波束。
在一种可能的实现方式中，所述X1列辐射单元中的任意一列和所述X2列辐射单元中的任意一列之间的间距D1大于n倍波长λ，其中，100≥n≥1。
在一种可能的实现方式中，所述天线阵列在第一平面上；所述多个第一波束在所述第一平面上的投影的中心点连成的线在第一方向上，所述第一方向平行于所述X1列辐射单元中的列方向。
在一种可能的实现方式中，所述Y1行辐射单元中的任意一行和所述Y2行辐射单元中的任意一行之间的间距D2大于n倍波长λ，其中，100≥n≥1。
在一种可能的实现方式中，所述天线阵列在第一平面上；所述多个第二波束在所述第一平面上的投影的中心点连成的线在第二方向上，所述第二方向平行于所述Y1辐射单元中的行方向。
在一种可能的实现方式中，所述第五天线子阵列包括所述N行乘M列辐射单元。
在一种可能的实现方式中，所述第一波束在所述第一方向上的波束宽度为K，所述多个第一波束的扫描步长为K/2。
在一种可能的实现方式中，所述第二波束在所述第二方向上的波束宽度为K，所述多个第二波束的扫描步长为K/2。
在一种可能的实现方式中，所述第三波束在所述第一方向或所述第二方向上的波束宽度为L，所述多个第一波束的扫描步长为L/2，其中L<K。
在一种可能的实现方式中，所述X1列辐射单元中的每一列包括至少两个第一辐射单元，所述至少两个第一辐射单元中任意两个相邻的第一辐射单元之间的间距为d1，其中λ/4≤d1≤λ；所述X2列辐射单元中的每一列包括至少两个第二辐射单元，所述至少两个第二辐射单元中任意两个相邻的第二辐射单元之间的间距为d2，其中λ/4≤d2≤λ。
在一种可能的实现方式中，所述Y1行辐射单元中的每一行包括至少两个第三辐射单元，所述至少两个第三辐射单元中任意两个相邻的第三辐射单元之间的间距为d3，其中λ/4≤d3≤λ；所述Y2行辐射单元中的每一行包括至少两个第四辐射单元，所述至少两个第四辐射单元中任意两个相邻的第四辐射单元之间的间距为d4，其中λ/4≤d4≤λ。
在一种可能的实现方式中，所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列在同一行的任意两个辐射单元的相位相等，且所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列的任意两行相邻的辐射单元之间的相位差在相同时刻是相等的。
在一种可能的实现方式中，所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列在同一列的任意两个辐射单元的相位相等，且所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的任意两列相邻的辐射单元之间的相位差在相同时刻是相等的。
需要说明的是，本发明实施例中所描述的天线装置中各功能单元的功能可参见上述图3-图9中所述的天线装置中的控制单元的相关描述，此处不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可能可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等，具体可以是计算机设备中的处理器)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。其中，而前述的存储介质可包括：U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、只读存储器(Read-Only Memory，缩写：ROM)或者随机存取存储器(Random Access Memory，缩写：RAM)等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：天线阵列和控制单元；
所述天线阵列，至少包括N行乘M列辐射单元；
所述控制单元，用于
从所述N行乘M列辐射单元中确定第一天线子阵列，所述第一天线子阵列包括X1列辐射单元，X1为大于等于1的整数；
从所述N行乘M列辐射单元中确定第二天线子阵列，所述第二天线子阵列包括X2列辐射单元，所述第二天线子阵列和所述第一天线子阵列之间非相邻，X2为大于等于1的整数；
控制所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第一波束，其中，不同的相移增量对应不同的第一波束；
根据接收端的反馈，从所述多个第一波束中确定一个第一对准波束。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述X1列辐射单元中的任意一列和所述X2列辐射单元中的任意一列之间的间距D1大于n倍波长λ，其中，100≥n≥1。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述天线阵列在第一平面上；
所述多个第一波束在所述第一平面上的投影的中心点连成的线在第一方向上，所述第一方向平行于所述X1列辐射单元中的列方向。
4.如权利要求1-3任意一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于：
对所述第一天线子阵列和所述第二天线子阵列中的每一列的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。
5.如权利要求1-4任意一项所述的装置，其特征在于，所述第一波束在所述第一方向上的波束宽度为K，所述多个第一波束的扫描步长为K/2。
6.如权利要求1-5任意一项任意一项所述的装置，其特征在于，
所述X1列辐射单元中的每一列包括至少两个第一辐射单元，所述至少两个第一辐射单元中任意两个相邻的第一辐射单元之间的间距为d1，其中λ/4≤d1≤λ；所述X2列辐射单元中的每一列包括至少两个第二辐射单元，所述至少两个第二辐射单元中任意两个相邻的第二辐射单元之间的间距为d2，其中λ/4≤d2≤λ。
7.如权利要求1-6任意一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于：
从所述N行乘M列辐射单元中确定第三天线子阵列，所述第三天线阵列包括Y1行辐射单元，Y1为大于等于1的整数；
从所述N行乘M列辐射单元中确定第四天线子阵列，所述第四天线子阵列包括Y2行辐射单元，所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列之间非相邻，Y2为大于等于1的整数；
控制所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列的相移增量变化，以生成多个第二波束，其中，不同的相移增量对应不同的第二波束；
根据接收端的反馈，从所述多个第二波束中确定一个第二对准波束。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述Y1行辐射单元中的任意一行和所述Y2行辐射单元中的任意一行之间的间距D2大于n倍波长λ，其中，100≥n≥1。
9.如权利要求7-8任意一项所述的装置，其特征在于，所述天线阵列在第一平面上；
所述多个第二波束在所述第一平面上的投影的中心点连成的线在第二方向上，所述第二方向平行于所述Y1辐射单元中的行方向。
10.如权利要求7-9任意一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于：
对所述第三天线子阵列和所述第四天线子阵列中的每一行的辐射单元的功放控制的幅度进行汉宁窗加权处理。
11.如权利要求7-10任意一项所述的装置，其特征在于，
所述Y1行辐射单元中的每一行包括至少两个第三辐射单元，所述至少两个第三辐射单元中任意两个相邻的第三辐射单元之间的间距为d3，其中λ/4≤d3≤λ；所述Y2行辐射单元中的每一行包括至少两个第四辐射单元，所述至少两个第四辐射单元中任意两个相邻的第四辐射单元之间的间距为d4，其中λ/4≤d4≤λ。
12.如权利要求7-11任意一项所述的装置，其特征在于，所述第二波束在所述第二方向上的波束宽度为K，所述多个第二波束的扫描步长为K/2。
13.如权利要求7-12任意一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元，还用于：
从所述N行乘M列辐射单元中确定第五天线子阵列；
控制所述第五天线子阵列根据不同的相移增量生成不同指向的多个第三波束，其中，所述多个第三波束在所述第一平面上投影的圆心在对准区域内，所述对准区域为所述第一对准波束在所述第一平面上的投影和所述第二对准波束在所述第一平面上的投影相交的区域；
根据接收端的反馈，从所述多个第三波束中确定一个第三对准波束。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第五天线子阵列包括所述N行乘M列辐射单元。
15.如权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述第一波束在所述第一方向上的波束宽度为K，和/或所述第二波束在所述第二方向上的波束宽度为K；所述第三波束在所述第一方向或所述第二方向上的波束宽度为L，所述多个第一波束的扫描步长为L/2，其中L<K。
16.一种天线装置，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述存储器用于存储程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，所述天线装置实现如权利要求1至15任一项所述的天线装置的功能。
CN201810100211.0A 2018-01-31 2018-01-31 一种天线装置及相关设备 Active CN110098856B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810100211.0A CN110098856B (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种天线装置及相关设备
PCT/CN2019/073039 WO2019149137A1 (zh) 2018-01-31 2019-01-24 一种天线装置及相关设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810100211.0A CN110098856B (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种天线装置及相关设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110098856A true CN110098856A (zh) 2019-08-06
CN110098856B CN110098856B (zh) 2021-06-22

Family

ID=67443456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810100211.0A Active CN110098856B (zh) 2018-01-31 2018-01-31 一种天线装置及相关设备

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN110098856B (zh)
WO (1) WO2019149137A1 (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110492252A (zh) * 2019-08-23 2019-11-22 西北核技术研究院 一种大扫描角阵列天线及其设计方法
CN110994169A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 东莞市云通通讯科技有限公司 三波束基站天线
CN111063995A (zh) * 2019-12-31 2020-04-24 京信通信技术(广州)有限公司 应用于隧道的天线
CN112994714A (zh) * 2021-03-11 2021-06-18 陕西天基通信科技有限责任公司 一种自动调节天线接收最强基站信号的方法与装置
WO2021244398A1 (zh) * 2020-06-03 2021-12-09 华为技术有限公司 一种波束对齐方法及相关设备
CN114270625A (zh) * 2019-08-19 2022-04-01 株式会社村田制作所 天线装置和通信装置
CN114843748A (zh) * 2021-02-01 2022-08-02 中国移动通信有限公司研究院 天线系统和电子设备
WO2022170515A1 (zh) * 2021-02-09 2022-08-18 华为技术有限公司 一种反射阵列天线
WO2022188661A1 (en) * 2021-03-08 2022-09-15 Huawei Technologies Co.,Ltd. Method and apparatus for communication using massive-beam mimo phased array
WO2023273163A1 (zh) * 2021-06-29 2023-01-05 中兴通讯股份有限公司 最优波束的确定方法及装置
WO2023221145A1 (zh) * 2022-05-20 2023-11-23 北京小米移动软件有限公司 天线模组、移动终端以及天线阵列的辐射范围的调整方法
WO2024036566A1 (zh) * 2022-08-18 2024-02-22 华为技术有限公司 一种天线系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113036456A (zh) 2018-02-28 2021-06-25 华为技术有限公司 一种天线装置及相关设备

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101825705A (zh) * 2009-03-04 2010-09-08 株式会社电装 雷达设备
CN104428949A (zh) * 2012-07-03 2015-03-18 利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司 包括电介质填充喇叭天线的用于GHz频率范围的宽带卫星通信的天线系统
CN104584451A (zh) * 2012-08-17 2015-04-29 高通股份有限公司 使用分区图进行波束搜索、跟踪和完善的方法
US20160033632A1 (en) * 2014-03-05 2016-02-04 Delphi Technologies, Inc. Mimo antenna with elevation detection
CN105580200A (zh) * 2013-10-03 2016-05-11 瑞典爱立信有限公司 用于天线对准的设备和方法
WO2016091099A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Huawei Technologies Co., Ltd. High coverage antenna array and method using grating lobe layers
CN106559114A (zh) * 2015-09-28 2017-04-05 中兴通讯股份有限公司 一种波束训练方法和装置
CN106899334A (zh) * 2017-04-13 2017-06-27 北京墨丘科技有限公司 一种通信方法及装置
CN107359922A (zh) * 2017-06-27 2017-11-17 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种波束扫描与doa相结合的邻居发现与精确对准方法
US20180026379A1 (en) * 2016-07-19 2018-01-25 Quintel Technology Limited Base station antenna system with enhanced array spacing
CN107634349A (zh) * 2016-06-10 2018-01-26 英特尔Ip公司 阵列天线布置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101825705A (zh) * 2009-03-04 2010-09-08 株式会社电装 雷达设备
CN104428949A (zh) * 2012-07-03 2015-03-18 利萨·德雷克塞迈尔有限责任公司 包括电介质填充喇叭天线的用于GHz频率范围的宽带卫星通信的天线系统
CN104584451A (zh) * 2012-08-17 2015-04-29 高通股份有限公司 使用分区图进行波束搜索、跟踪和完善的方法
CN105580200A (zh) * 2013-10-03 2016-05-11 瑞典爱立信有限公司 用于天线对准的设备和方法
US20160033632A1 (en) * 2014-03-05 2016-02-04 Delphi Technologies, Inc. Mimo antenna with elevation detection
WO2016091099A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Huawei Technologies Co., Ltd. High coverage antenna array and method using grating lobe layers
CN106559114A (zh) * 2015-09-28 2017-04-05 中兴通讯股份有限公司 一种波束训练方法和装置
CN107634349A (zh) * 2016-06-10 2018-01-26 英特尔Ip公司 阵列天线布置
US20180026379A1 (en) * 2016-07-19 2018-01-25 Quintel Technology Limited Base station antenna system with enhanced array spacing
CN106899334A (zh) * 2017-04-13 2017-06-27 北京墨丘科技有限公司 一种通信方法及装置
CN107359922A (zh) * 2017-06-27 2017-11-17 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种波束扫描与doa相结合的邻居发现与精确对准方法

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114270625A (zh) * 2019-08-19 2022-04-01 株式会社村田制作所 天线装置和通信装置
CN110492252A (zh) * 2019-08-23 2019-11-22 西北核技术研究院 一种大扫描角阵列天线及其设计方法
CN110994169A (zh) * 2019-12-30 2020-04-10 东莞市云通通讯科技有限公司 三波束基站天线
CN110994169B (zh) * 2019-12-30 2022-05-17 东莞市云通通讯科技有限公司 三波束基站天线
CN111063995A (zh) * 2019-12-31 2020-04-24 京信通信技术(广州)有限公司 应用于隧道的天线
WO2021244398A1 (zh) * 2020-06-03 2021-12-09 华为技术有限公司 一种波束对齐方法及相关设备
CN114843748A (zh) * 2021-02-01 2022-08-02 中国移动通信有限公司研究院 天线系统和电子设备
WO2022170515A1 (zh) * 2021-02-09 2022-08-18 华为技术有限公司 一种反射阵列天线
WO2022188661A1 (en) * 2021-03-08 2022-09-15 Huawei Technologies Co.,Ltd. Method and apparatus for communication using massive-beam mimo phased array
CN112994714A (zh) * 2021-03-11 2021-06-18 陕西天基通信科技有限责任公司 一种自动调节天线接收最强基站信号的方法与装置
WO2023273163A1 (zh) * 2021-06-29 2023-01-05 中兴通讯股份有限公司 最优波束的确定方法及装置
WO2023221145A1 (zh) * 2022-05-20 2023-11-23 北京小米移动软件有限公司 天线模组、移动终端以及天线阵列的辐射范围的调整方法
WO2024036566A1 (zh) * 2022-08-18 2024-02-22 华为技术有限公司 一种天线系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110098856B (zh) 2021-06-22
WO2019149137A9 (zh) 2019-08-29
WO2019149137A1 (zh) 2019-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110098856A (zh) 一种天线装置及相关设备
CN110212312A (zh) 一种天线装置及相关设备
CN106575990B (zh) 在无线通信系统中确定波束成形的权重的方法及其设备
US9806777B1 (en) Communication device and a method for beamforming
JP6182582B2 (ja) スケジューリング方法及びミリ波無線通信局
US7079868B2 (en) Smart antenna arrays
WO2019201063A1 (zh) 一种天线系统、馈电网络重构方法及装置
US9252864B2 (en) Method and apparatus for fast beam-link construction in mobile communication system
CN108432088B (zh) 具有子阵列的相控阵天线
CN104396152A (zh) 在无线电通信系统中使用波束形成的通信方法和装置
US10270509B2 (en) Training beam transmission method, apparatus, and system
US10211906B1 (en) Two-stage spatial compression method
JP2003060423A (ja) スマートアンテナアレイ
WO2015156491A1 (en) Method of transmitting a reference signal in a wireless communication system and apparatus therefor
WO2017061679A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 하이브리드 빔포밍을 위한 단말의 빔 스캐닝 방법 및 이를 위한 장치
EP4329213A1 (en) Apparatus, method, program products for maximizing desired multi-transmission point signal to inter-layer-group-interference via ue beam control
Kumar et al. 2D active antenna array design for mMIMO to improve spectral and energy efficiency
US11258501B2 (en) Apparatus and method for wireless communication including beam training
Indumathi et al. Millimetre‐Wave Beam‐Space MIMO System for 5G Applications
JP4198570B2 (ja) 適応アンテナ送信装置および適応アンテナ送信方法
CN112753172A (zh) 通信装置中降低干扰的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant