CN112448748A - 一种实现波束对准的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种实现波束对准的方法和装置，包括：当通过两个极化方式相同的模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取两个模拟子阵接收到的第一信号和两个模拟子阵的相位中心之差；保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取两个模拟子阵接收到的第二信号和第一次改变之后的相位中心之差；保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取两个模拟子阵接收到的第三信号和第二次改变之后的相位中心之差；根据获得的上述信息估计接收信号的DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
Description
技术领域
本发明实施例涉及但不限于通信技术，尤指一种实现波束对准的方法和装置。
背景技术
5G高频通信系统采用模拟数字混合波束赋形，基站和用户通过波束训练来实现波束对准，从而改善接收信号的信噪比(SNR，Signal-to-Noise Ratio)，增加覆盖范围。
现行的波束训练方法大致可以分为两类：一、分层训练，即先通过宽波束扫描获得粗略的波束指向，然后在这个宽波束内采用窄波束扫描获得更为精确的波束指向；二、单层训练，即在观测范围内全部采用窄波束扫描。相对来说，第一种波束轮扫方法所需的扫描次数较少，开销小，但也可能存在较大的误差；第二种轮扫方法相对来说准确度更好，但是所需扫描次数较多，开销大。事实上无论是分层训练还是单层训练，所能获得的波束指向精度都受扫描的间隔的限制。为了获得更为精确的波束指向，需要更小的扫描间隔，但是这会大大增加系统开销和波束训练时间。
为了降低扫描开销，扫描的波束数目往往是有限的，通常只覆盖热点区域。而对于非热点区域(如塔下用户等)，波束训练过程中信号往往只能从模拟接收波束的旁瓣进入，难以通过波束训练实现波束主瓣对准。如果对非热点区域设置更多的扫描波束来实现波束主瓣对准，将极大增大系统开销和波束对准时间。
发明内容
本发明实施例提供了一种实现波束对准的方法和装置，能够减小系统开销和波束对准时间，提高波束对准的精确度。
本发明实施例提供了一种实现波束对准的方法，包括：
当通过两个极化方式相同的模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取两个模拟子阵接收到的第一信号和两个模拟子阵的相位中心之差；
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取两个模拟子阵接收到的第二信号和两个模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取两个模拟子阵接收到的第三信号和两个模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
本发明实施例提供了一种实现波束对准的方法，包括：
当通过第一组模拟子阵和第二组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同；
保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第一组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；对第二组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
本发明实施例提供了一种实现波束对准的方法，包括：
当通过第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第三组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差、第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第三组模拟子阵中两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同；
保持第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，改变第一组模拟子阵的相位中心之差，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；改变第二组模拟子阵的相位中心之差，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；改变第三组模拟子阵的相位中心之差，获取第三组模拟子阵接收到的第二信号和第三组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第三组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
本发明实施例提出了一种实现波束对准的装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现上述任一种实现波束对准的方法。
本发明实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种实现波束对准的方法的步骤。
本发明实施例提出了一种实现波束对准的装置，包括：
第一获取模块，用于当通过两个极化方式相同的模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取两个模拟子阵接收到的第一信号和两个模拟子阵的相位中心之差；
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取两个模拟子阵接收到的第二信号和两个模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取两个模拟子阵接收到的第三信号和两个模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；
第一波束对准模块，用于根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
本发明实施例提出了一种实现波束对准的装置，包括：
第二获取模块，用于当通过第一组模拟子阵和第二组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同；
保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第一组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；对第二组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；
第二波束对准模块，用于根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
本发明实施例提出了一种实现波束对准的装置，包括：
第三获取模块，用于当通过第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第三组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差、第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第三组模拟子阵中两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同；
保持第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，改变第一组模拟子阵的相位中心之差，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；改变第二组模拟子阵的相位中心之差，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；改变第三组模拟子阵的相位中心之差，获取第三组模拟子阵接收到的第二信号和第三组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；
第三波束对准模块，用于根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第三组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
本发明一个实施例包括：当通过两个极化方式相同的模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取两个模拟子阵接收到的第一信号和两个模拟子阵的相位中心之差；保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取两个模拟子阵接收到的第二信号和两个模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取两个模拟子阵接收到的第三信号和两个模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。本发明实施例基于对极化方式相同的两个模拟子阵的相位中心之差的改变实现波束对准，只需要进行三次测量即可实现波束对准，减小了系统开销和波束对准时间，通过对DOA 的估计来实现波束对准，估计的DOA不会受到扫描的间隔的限制，提高了波束对准的精确度。
本发明另一个实施例包括：当通过第一组模拟子阵和第二组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同；保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第一组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；对第二组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。本发明实施例基于对两组模拟子阵的相位中心之差的改变实现波束对准，只需要进行两次测量即可实现波束对准，减小了系统开销和波束对准时间，通过对DOA的估计来实现波束对准，估计的DOA不会受到扫描的间隔的限制，提高了波束对准的精确度。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明实施例技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明实施例的实施例一起用于解释本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例技术方案的限制。
图1为本发明一个实施例提出的实现波束对准的方法的流程图；
图2为本发明实施例空间角度示意图；
图3(a)为本发明实施例通过估计DOA实现高精度的波束对准的示意图；
图3(b)为本发明实施例旁瓣接收时通过估计DOA实现高精度波束对准的示意图；
图4为本发明实施例改变相位中心的示意图；
图5为本发明实施例模拟子阵两部分阵子形成的方向示意图；
图6为本发明另一个实施例提出的实现波束对准的方法的流程图；
图7为本发明另一个实施例提出的实现波束对准的方法的流程图；
图8为本发明另一个实施例提出的实现波束对准的装置的结构组成示意图；
图9为本发明另一个实施例提出的实现波束对准的装置的结构组成示意图；
图10为本发明另一个实施例提出的实现波束对准的装置的结构组成示意图。
具体实施方式
下文中将结合附图对本发明实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
参见图1，本发明一个实施例提出了一种实现波束对准的方法，包括：
步骤100、当通过两个极化方式相同的模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取两个模拟子阵接收到的第一信号和两个模拟子阵的相位中心之差。
在本发明实施例中，采用模拟数字混合波束赋形时，每个数字通道连接一个模拟子阵，每个模拟子阵由若干模拟阵子构成，通过移相器可以调节这些阵子的相位。
在本发明实施例中，有效强度的第一信号即是指信噪比大于或等于预设阈值的第一信号。
在本发明实施例中，假设空间角度示意图如图2所示，目标来波方向(即波达角(DOA，Direction Of Arrival)为
对应的方位角为φ，天顶角为θ，载波波长为λ。假设第n个模拟子阵的相位中心为(xn,yn,zn)，如果以坐标原点为参考点，那么远场条件下该相位中心的相位偏移可以采用公式(1)表示。
假设两个模拟子阵的相位中心分别为(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)，接收的第一信号分别为r1(k)和r2(k)，那么两个模拟子阵的相位中心之差为 (Δx1,Δy1,Δz1)＝(x1,y1,z1)-(x2,y2,z2)，并且得到公式(2)。
步骤101、保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取两个模拟子阵接收到的第二信号和两个模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差。
假设第一次改变两个模拟子阵的相位中心之差后，两个模拟子阵的相位中心分别为(x′1,y′1,z′1)和(x′2,y′2,z′2)，接收到的第二信号分别为r1′(k)和r′2(k)，那么两个模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差为 (Δx′1,Δy′1,Δz′1)＝(x′1,y′1,z′1)-(x′2,y′2,z′2)，并且得到公式(3)。
在本发明实施例中，可以通过改变两个模拟子阵的相位中心来实现两个模拟子阵的相位中心之差的改变，也可以通过改变其中一个模拟子阵的相位中心来实现两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
在本发明实施例中，可以采用以下任一种方式实现相位中心的改变。
方式一、直接关闭模拟子阵中的部分阵子，这样就会引起模拟子阵的相位中心的偏移。具体的，通过关闭其中一个模拟子阵的部分阵子或两个模拟子阵的部分阵子实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
例如，如图4所示，图4中的实心圆表示每个模拟子阵的等效相位中心。图4(a)展示了改变之前的相位中心的示意图，图4(b)展示了在方位维改变相位中心的示意图，图4(c)展示了在垂直为改变相位中心的示意图。
图4(b)中，关闭了第一个模拟子阵的最后一列阵子和第二个模拟子阵的第一列阵子，从而引起相位中心之差在方位维的改变；图4(c)中，关闭了第一个模拟子阵的最后一行阵子和第二个模拟子阵的第一行阵子，从而引起相位中心之差在垂直维的改变。
方式二、对于不能很好的关闭的阵子(如只能进行恒模调相的模拟阵子)，可以采用信号处理的等效方法，使得需要关闭的阵子波束赋形后在观测区域形成零陷或者低旁瓣或指向非观测区即可。如图5所示，模拟子阵的一部分阵子形成有效接收波束指向观测区域，另外一部分阵子形成阻塞波束指向非观测区域，这样形成阻塞波束的阵子等效于被关闭了，从而引起模拟子阵等效相位中心的改变。也就是说，通过在其中一个模拟子阵或两个模拟子阵中需要关闭的阵子形成指向非观测区域或在观测区域形成零陷或者低旁瓣的阻塞波束实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
步骤102、保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取两个模拟子阵接收到的第三信号和两个模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差。
假设第二次改变两个模拟子阵的相位中心之差后，两个模拟子阵的相位中心分别为(x″1,y″1,z″1)和(x″2,y″2,z″2)，接收到的第三信号分别为r″1(k)和r″2(k)，那么两个模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差为 (Δx″1,Δy″1,Δz″1)＝(x″1,y″1,z″1)-(x″2,y″2,z″2)，并且得到公式(4)。
需要说明的是，两个模拟子阵第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差不同。
在本发明实施例中，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第二维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度上进行改变；
或者，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和/或第二维度上进行改变；
或者，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和/或第二维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变。
其中，第一维度可以是方位维，第二维度可以是垂直维；或者，第一维度可以是垂直维，第二维度可以是方位维。第一维度和第二维度也可以是其他维度，本发明实施例对此不作限定。
在本发明实施例中，可以分别在不同的时间单元接收第一信号、第二信号和第三信号。也就是说，步骤100、步骤101和步骤102分别在不同的时间单元内执行。其中，时间单元可以是符号或时隙。
步骤103、根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
在一个示例性实例中，可以采用以下任一种方法估计接收信号的DOA。
方法一、根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差确定第一目标函数；遍历每一个可取的DOA得到每一个 DOA对应的第一目标函数的数值，将第一目标函数的数值最小的DOA作为所述估计的DOA。
在一个示例性实例中，基于公式(2)～公式(4)可以确定第一目标函数为：
或者，
方法二、根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差建立以θ和φ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；求解建立的方程组得到θ和φ。
在一个示例性实例中，建立以θ和φ为未知数的方程组包括：根据改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差确定第一差值和第二差值；根据第一信号、第二信号、第三信号、第一差值和第二差值建立以θ和φ为未知数的方程组；
其中，所述第一差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值。
在一个示例性实例中，基于公式(2)～公式(4)，将改变相位中心之前的一次测量结果作为参考信号，可以建立如下方程组：
其中，n′和n″为整数。
当然，也可以将第一次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，或者将第二次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，本发明实施例对此不作限定。
上述方程组的求解过程如下：
令
那么，上述方程组可以变换为：
当(Δx″1-Δx1)(Δy′1-Δy1)≠(Δx′1-Δx1)(Δy″1-Δy1)时，
其中，
然后，将θ代入方程组即可得出φ。
在方法二中，直接求解方程组的过程显然比较复杂，为了简化方程组的求解，可以在改变两个模拟子阵的相位中心之差时，按照一定的规律进行改变。
例如，当第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差均为在全局坐标系中的取值时；可以按照以下规律进行改变：
第一差值在全局坐标系中的第一维和第二维的坐标为0，第二差值在全局坐标系中的第三维的坐标为0；
或者，第二差值在全局坐标系中的第一维和第二维的坐标为0，第一差值在全局坐标系中的第三维的坐标为0。
其中，全局坐标系(GCS，Globe Coordinate System)是指标准中定义的坐标系，为三维坐标系。
例如，按照这样的规律改变两个模拟子阵的相位中心之差后，上述建立的方程组可以简化为：
从而解得：
然后，将将θ代入方程组即可得出φ。
又如，当第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差均为在局部坐标系中的取值时；可以按照以下规律进行改变：
第一差值在局部坐标系中的第一维的坐标为0，第二差值在局部坐标系中的第二维的坐标为0；
或者，第二差值在局部坐标系中的第一维的坐标为0，第一差值在局部坐标系中的第二维的坐标为0。
其中，局部坐标系(LCS，Local Coordinate System)为二维坐标系，这种情况下需要天线阵列(也就是模拟子阵)位于坐标系的平面内才能实现上述计算。
例如，按照这样的规律改变两个模拟子阵的相位中心之差后，上述建立的方程组可以简化为：
从而解得：
在本发明另一个实施例中，所述估计接收信号的DOA之前，该方法还包括：
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第三次改变，获取两个模拟子阵接收到的第四信号和两个模拟子阵的第三次改变之后的相位中心之差；
所述估计接收信号的DOA包括：
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、第四信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差、第二次次改变之后的相位中心之差和第三次改变之后的相位中心之差估计接收信号的DOA。
假设第三次改变两个模拟子阵的相位中心之差后，两个模拟子阵的相位中心分别为(x″′1,y″′1,z″′1)和(x″′2,y″′2,z″′2)，接收到的第四信号分别为r1″′(k)和r″′2(k)，那么两个模拟子阵的第三次改变之后的相位中心之差为 (Δx″′1,Δy″′1,Δz″′1)＝(x″′1,y″′1,z″′1)-(x″′2,y″′2,z″′2)，并且得到公式(5)。
需要说明的是，两个模拟子阵第一次改变之后的相位中心之差、第二次改变之后的相位中心之差和第三次改变之后的相位中心之差不同。
在一个示例性实例中，估计接收信号的DOA包括：
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、第四信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差、第二次改变之后的相位中心之差和第三次改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述 DOA的方位角；求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；根据 sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ。
在一个示例性实例中，所述建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组包括：
根据改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差、第二次改变之后的相位中心之差和第三次改变之后的相位中心之差确定第一差值、第二差值和第三差值；根据第一信号、第二信号、第三信号、第四信号、第一差值、第二差值和第三差值建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；
其中，所述第一差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第三次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第三次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第三次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第三次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第三次改变之后的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第三次改变之后的相位中心之差的差值。
在一个示例性实例中，基于公式(2)～公式(5)，将改变相位中心之差之前的一次测量结果作为参考信号，可以建立如下方程组：
其中，n′、n″和n″′为整数。
当然，也可以将第一次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，或者将第二次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，或者将第三次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，本发明实施例对此不作限定。
当相位中心之差在第一维度或第二维度的改变小于或等于载波半波长时，在整个空域内可得出唯一解，此时，n′＝n″＝0。大多数情况下有效强度的信号的观测区域是受限的，因此可以允许在两个维度的相位中心之差的改变大于载波半波长。
作为该种情况下的一种特殊例子，如果两个模拟子阵位于yoz二维坐标系所在的平面内，如果两个模拟子阵的相位中心之差在方位维改变了dH，而在垂直维保持不变，那么如果要在方位角
到
之间获得无模糊的唯一解，需要满足
事实上当确定接收信号从主瓣被接收时，所允许的dH的范围更大。同理，如果两个模拟子阵的相位中心之差在垂直为改变了dV，而在方位维保持不变。那么，如果要在天顶角θmin到θmax之间获得无模糊的唯一解，需要满足 dV≤λ/|sinθmax-sinθmin|。
本发明实施例基于对极化方式相同的两个模拟子阵的相位中心之差的改变实现波束对准，只需要进行三次测量即可实现波束对准，减小了系统开销和波束对准时间，通过对DOA的估计来实现波束对准，估计的DOA不会受到扫描的间隔的限制，提高了波束对准的精确度，如图3(a)所示，即使是通过旁瓣接收的情况(如非热点区域)也能采用本发明实施例的方式实现波束对准，如图3(b)所示，从而减少非热点区域的扫描波束数目和系统开销，快速实现高精度的波束对准。并且，可以在估计出接收信号的DOA后，停止后续接收波束的扫描，通知发射端停止发射新的信号，从而缩短了扫描时间和开销。
在本发明实施例中，可以采用宽波束进行扫描接收，也可以采用窄波束进行扫描接收，接收到有效强度的信号后即可不再进行后续的波束扫描，而是保持波束指向不变进行测量估计，缩短了扫描时间，减少了系统开销。
例如，假设有两个垂直极化的模拟子阵，每个模拟子阵由8×8的均匀面阵组成，阵元间距为载波半波长。每个模拟子阵形成的波束指向和估计的DOA 如表1所示，从表1中可以看出，即使目标信号的DOA偏离接收波束主瓣中心很远或者位于接收波束的旁瓣，本发明实施例的方法依然能够有效估计出目标的DOA，从而实现波束的高精度对准。
表1
参见图6，本发明一个实施例提出了一种实现波束对准的方法，包括：
步骤600、当通过第一组模拟子阵和第二组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同。
在本发明实施例中，采用模拟数字混合波束赋形时，每个数字通道连接一个模拟子阵，每个模拟子阵由若干模拟阵子构成，通过移相器可以调节这些阵子的相位。
在本发明实施例中，有效强度的第一信号即是指信噪比大于或等于预设阈值的第一信号。
在本发明实施例中，不同组的模拟子阵的极化方式可以相同，或者，也可以不同。
在本发明实施例中，所述第一组模拟子阵中的两个模拟子阵和第二组模拟子阵中的两个模拟子阵均为不同的模拟子阵；也就是说，总共有四个不同的模拟子阵，这四个模拟子阵每两个模拟子阵为一组；这种情况下，不同组的模拟子阵可以相同，也可以不同；
或者，所述第一组模拟子阵中的一个模拟子阵与所述第二组模拟子阵中的一个模拟子阵相同；也就是说，总共有三个不同的模拟子阵，这三个模拟子阵中任意两个模拟子阵为一组，这种情况下要求三个模拟子阵的极化方式相同。
在本发明实施例中，假设空间角度示意图如图2所示，目标来波方向(即波达角(DOA，Direction Of Arrival)为
对应的方位角为φ，天顶角为θ，载波波长为λ。假设第n个模拟子阵的相位中心为(xn,yn,zn)，如果以坐标原点为参考点，那么远场条件下该相位中心的相位偏移可以采用公式(1)表示。
假设第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x1,y1,z1)和 (x2,y2,z2)，接收的第一信号分别为r1(k)和r2(k)，那么第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差为(Δx1,Δy1,Δz1)＝(x1,y1,z1)-(x2,y2,z2)，并且得到公式 (2)。
假设第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x3,y3,z3)和 (x4,y4,z4)，接收的第一信号分别为r3(k)和r4(k)，那么第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差为(Δx2,Δy2,Δz2)＝(x3,y3,z3)-(x4,y4,z4)，并且得到公式(6)。
步骤601、保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第一组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；对第二组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差。
假设第一次改变第一组模拟子阵的相位中心之差后，第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x′1,y′1,z′1)和(x′2,y′2,z′2)，接收到的第二信号分别为r1′(k)和r′2(k)，那么第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差为(Δx′1,Δy′1,Δz′1)＝(x′1,y′1,z′1)-(x′2,y′2,z′2)，并且得到公式(3)。
假设第一次改变第二组模拟子阵的相位中心之差后，第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x′3,y′3,z′3)和(x′4,y′4,z′4)，接收到的第二信号分别为r′3(k)和r′4(k)，那么第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差为(Δx′2,Δy′2,Δz′2)＝(x′3,y′3,z′3)-(x′4,y′4,z′4)，并且得到公式(7)。
在本发明实施例中，对两组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，
在所述第一组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度或第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度或第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变。
其中，第一维度可以是方位维，第二维度可以是垂直维；或者，第一维度可以是垂直维，第二维度可以是方位维。第一维度和第二维度也可以是其他维度，本发明实施例对此不作限定。
在本发明实施例中，对于每一组模拟子阵，可以通过改变两个模拟子阵的相位中心来实现两个模拟子阵的相位中心之差的改变，也可以通过改变其中一个模拟子阵的相位中心来实现两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
在本发明实施例中，可以采用以下任一种方式实现相位中心的改变。
方式一、直接关闭模拟子阵中的部分阵子，这样就会引起模拟子阵的相位中心的偏移。具体的，对于每一组模拟子阵，通过关闭其中一个模拟子阵的部分阵子或两个模拟子阵的部分阵子实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
例如，如图4所示，图4中的实心圆表示每个模拟子阵的等效相位中心。图4(a)展示了改变之前的相位中心的示意图，图4(b)展示了在方位维改变相位中心的示意图，图4(c)展示了在垂直为改变相位中心的示意图。
图4(b)中，关闭了第一个模拟子阵的最后一列阵子和第二个模拟子阵的第一列阵子，从而引起相位中心之差在方位维的改变；图4(c)中，关闭了第一个模拟子阵的最后一行阵子和第二个模拟子阵的第一行阵子，从而引起相位中心之差在垂直维的改变。
方式二、对于不能很好的关闭的阵子(如只能进行恒模调相的模拟阵子)，可以采用信号处理的等效方法，使得需要关闭的阵子波束赋形后在观测区域形成零陷或者低旁瓣即可。如图5所示，模拟子阵的一部分阵子形成有效接收波束指向观测区域，另外一部分阵子形成阻塞波束指向非观测区域，这样形成阻塞波束的阵子等效于被关闭了，从而引起模拟子阵等效相位中心的改变。也就是说，对于每一组模拟子阵，通过在其中一个模拟子阵或两个模拟子阵中需要关闭的阵子形成指向非观测区域或在观测区域形成零陷或者低旁瓣的阻塞波束实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
步骤602、根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的 DOA。
在本发明实施例中，可以采用以下任一种方法实现接收信号的DOA的估计。
方法一、根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差确定第二目标函数；遍历每一个可取的DOA得到每一个DOA对应的第二目标函数的数值，将第二目标函数的数值最小的DOA作为所述估计的DOA。
在一个示例性实例中，基于公式(2)、公式(3)、公式(6)和公式(7) 可以确定第二目标函数为：
或者，
方法二、根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差建立以θ和φ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述 DOA的方位角；求解建立的方程组得到θ和φ。
在一个示例性实例中，所述建立以θ和φ为未知数的方程组包括：
根据第一组模拟子阵接的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差确定第四差值和第五差值；根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第四差值和第五差值建立以θ和φ为未知数的方程组；
其中，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值。
在一个示例性实例中，基于公式(2)、公式(3)、公式(6)和公式(7)，将改变相位中心之前的一次测量结果作为参考信号，可以建立如下方程组：
其中，n′和n″为整数。
当然，也可以将第一次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，或者将第二次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，本发明实施例对此不作限定。
在方法二中，直接求解方程组的过程显然比较复杂，为了简化方程组的求解，可以在改变两个模拟子阵的相位中心之差时，按照一定的规律进行改变。
例如，当第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差均为在全局坐标系中的取值时；可以按照以下规律进行改变：
第四差值在全局坐标系中的第一维和第二维的坐标为0，第五差值在全局坐标系中的第三维的坐标为0；
或者，第五差值在全局坐标系中的第一维和第二维的坐标为0，第四差值在全局坐标系中的第三维的坐标为0；
其中，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值。
其中，全局坐标系(GCS，Globe Coordinate System)是指标准中定义的坐标系，为三维坐标系。
例如，按照这样的规律改变两组模拟子阵的相位中心之差后，上述建立的方程组可以简化为：
又如，当所述第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差均为在局部坐标系中的取值时；可以按照以下规律进行改变：
第四差值在局部坐标系中的第一维的坐标为0，第五差值在局部坐标系中的第二维的坐标为0；
或者，第五差值在局部坐标系中的第一维的坐标为0，第四差值在局部坐标系中的第二维的坐标为0。
其中，局部坐标系(LCS，Local Coordinate System)为二维坐标系，这种情况下需要天线阵列(也就是模拟子阵)位于坐标系的平面内才能实现上述计算。
例如，按照这样的规律改变两个模拟子阵的相位中心之差后，上述建立的方程组可以简化为：
在本发明另一个实施例中，所述估计接收信号的DOA之前，该方法还包括：
保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第一组模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取第一组模拟子阵接收到的第三信号和第一组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；
或者，保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第二组模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取第二组模拟子阵接收到的第三信号和第二组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；
所述估计接收信号的DOA包括：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差估计接收信号的DOA；
或者，根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差估计接收信号的DOA。
假设第二次改变第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差后，第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x″1,y″1,z″1)和(x″2,y″2,z″2)，接收到的第三信号分别为r1″(k)和r″2(k)，那么两个模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差为(Δx″1,Δy″1,Δz″1)＝(x″1,y″1,z″1)-(x″2,y″2,z″2)，并且得到公式(4)。
假设第二次改变第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差后，第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x″3,y″3,z″3)和(x″4,y″4,z″4)，接收到的第三信号分别为r″3(k)和r″4(k)，那么两个模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差为(Δx″2,Δy″2,Δz″2)＝(x″3,y″3,z″3)-(x″4,y″4,z″4)，并且得到公式(8)。
需要说明的是，两组模拟子阵第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差不同。
在本发明实施例中，可以分别在不同的时间单元接收第一信号、第二信号和第三信号。也就是说，步骤600步骤601分别在不同的时间单元内执行。其中，时间单元可以是符号或时隙。
在一个示例性实例中，估计接收信号的DOA包括：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；根据sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ；
或者，根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ， sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；根据sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ。
在一个示例性实例中，建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组包括：
根据第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差确定第四差值、第五差值和第六差值；根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第四差值、第五差值和第六差值建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；
其中，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第六差值为所述第一组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第六差值为所述第一组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第六差值为所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差的差值。
在另一个示例性实例中，建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组包括：
根据第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差确定第四差值、第五差值和第七差值；根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第四差值、第五差值和第七差值建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；
其中，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第七差值为所述第二组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第七差值为所述第二组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第七差值为所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差的差值。
在一个示例性实例中，基于公式(2)、公式(3)、公式(4)、公式(6)、公式(7)和公式(8)，将改变相位中心之差之前的一次测量结果作为参考信号，可以建立如下方程组：
或者，
当然，也可以将第一次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，或者将第二次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，或者将第三次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，本发明实施例对此不作限定。
当相位中心之差在第一维度或第二维度的改变小于或等于载波半波长时，在整个空域内可得出唯一解，此时，n′＝n″＝n″′＝0。大多数情况下有效强度的信号的观测区域是受限的，因此可以允许在两个维度的相位中心之差的改变大于载波半波长。
作为该种情况下的一种特殊例子，如果两个模拟子阵位于yoz二维坐标系所在的平面内，如果两个模拟子阵的相位中心之差在方位维改变了dH，而在垂直维保持不变，那么如果要在方位角
到
之间获得无模糊的唯一解，需要满足
事实上当确定接收信号从主瓣被接收时，所允许的dH的范围更大。同理，如果两个模拟子阵的相位中心之差在垂直为改变了dV，而在方位维保持不变。那么，如果要在天顶角θmin到θmax之间获得无模糊的唯一解，需要满足 dV≤λ|sinθmax-sinθmin|。
本发明实施例基于对两组模拟子阵的相位中心之差的改变实现波束对准，最少只需要进行两次测量即可实现波束对准，减小了系统开销和波束对准时间，通过对DOA的估计来实现波束对准，估计的DOA不会受到扫描的间隔的限制，提高了波束对准的精确度，如图3(a)所示，即使是通过旁瓣接收的情况(如非热点区域)也能采用本发明实施例的方式实现波束对准，如图3 (b)所示，从而减少非热点区域的扫描波束数目和系统开销，快速实现高精度的波束对准。并且，可以在估计出接收信号的DOA后，停止后续接收波束的扫描，通知发射端停止发射新的信号，从而缩短了扫描时间和开销。
在本发明实施例中，可以采用宽波束进行扫描接收，也可以采用窄波束进行扫描接收，接收到有效强度的信号后即可不再进行后续的波束扫描，而是保持波束指向不变进行测量估计，缩短了扫描时间，减少了系统开销。
参见图7，本发明另一个实施例提出了一种实现波束对准的方法，包括：
步骤700、当通过第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第三组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差、第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第三组模拟子阵中两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同。
在本发明实施例中，采用模拟数字混合波束赋形时，每个数字通道连接一个模拟子阵，每个模拟子阵由若干模拟阵子构成，通过移相器可以调节这些阵子的相位。
在本发明实施例中，有效强度的第一信号即是指信噪比大于或等于预设阈值的第一信号。
在本发明实施例中，不同组的模拟子阵的极化方式相同或不同。
在本发明实施例中，所述第一组模拟子阵中的两个模拟子阵、第二组模拟子阵中的两个模拟子阵和第三组模拟子阵中的两个模拟子阵均为不同的模拟子阵；也就是说，总共有六个不同的模拟子阵，这六个模拟子阵每两个模拟子阵为一组；这种情况下，不同组的模拟子阵的极化方式可以相同，也可以不同；
或者，所述第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵中任意两组或三组模拟子阵中的一个模拟子阵相同也就是说，总共有四个不同的模拟子阵，这四个模拟子阵中任意两个模拟子阵为一组，这种情况下要求四个模拟子阵的极化方式相同；或者，总共有五个不同的模拟子阵，这五个模拟子阵中任意两个模拟子阵为一组。
在本发明实施例中，假设空间角度示意图如图2所示，目标来波方向(即波达角(DOA，Direction Of Arrival)为
对应的方位角为φ，天顶角为θ，载波波长为λ。假设第n个模拟子阵的相位中心为(xn,yn,zn)，如果以坐标原点为参考点，那么远场条件下该相位中心的相位偏移可以采用公式(1)表示。
假设第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x1,y1,z1)和(x2,y2,z2)，接收的第一信号分别为r1(k)和r2(k)，那么第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差为(Δx1,Δy1,Δz1)＝(x1,y1,z1)-(x2,y2,z2)，并且得到公式 (2)。
假设第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x3,y3,z3)和 (x4,y4,z4)，接收的第一信号分别为r3(k)和r4(k)，那么第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差为(Δx2,Δy2,Δz2)＝(x3,y3,z3)-(x4,y4,z4)，并且得到公式(6)。
假设第三组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x5,y5,z5)和 (x6,y6,z6)，接收的第一信号分别为r5(k)和r6(k)，那么第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差为(Δx3,Δy3,Δz3)＝(x5,y5,z5)-(x6,y6,z6)，并且得到公式 (9)。
步骤701、保持第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，改变第一组模拟子阵的相位中心之差，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；改变第二组模拟子阵的相位中心之差，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；改变第三组模拟子阵的相位中心之差，获取第三组模拟子阵接收到的第二信号和第三组模拟子阵的改变之后的相位中心之差。
在本发明实施例中，可以分别在不同的时间单元接收第一信号、第二信号。也就是说，步骤700步骤701分别在不同的时间单元内执行。其中，时间单元可以是符号或时隙。
假设改变第一组模拟子阵的相位中心之差后，第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x′1,y′1,z′1)和(x′2,y′2,z′2)，接收到的第二信号分别为 r1′(k)和r′2(k)，那么第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的改变之后的相位中心之差为(Δx′1,Δy′1,Δz′1)＝(x′1,y′1,z′1)-(x′2,y′2,z′2)，并且得到公式(3)。
假设改变第二组模拟子阵的相位中心之差后，第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x′3,y′3,z′3)和(x′4,y′4,z′4)，接收到的第二信号分别为 r′3(k)和r′4(k)，那么第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的改变之后的相位中心之差为(Δx′2,Δy′2,Δz′2)＝(x′3,y′3,z′3)-(x′4,y′4,z′4)，并且得到公式(7)。
假设改变第三组模拟子阵的相位中心之差后，第三组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心分别为(x′5,y′5,z′5)和(x′6,y′6,z′6)，接收到的第二信号分别为 r′5(k)和r′6(k)，那么第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的改变之后的相位中心之差为(Δx′3,Δy′3,Δz′3)＝(x′5,y′5,z′5)-(x′6,y′6,z′6)，并且得到公式(10)。
在本发明实施例中，对三组模拟子阵的相位中心之差进行改变时，
在所述第一组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度上进行改变。
其中，第一维度可以是方位维，第二维度可以是垂直维；或者，第一维度可以是垂直维，第二维度可以是方位维。第一维度和第二维度也可以是其他维度，本发明实施例对此不作限定。
在本发明实施例中，对于每一组模拟子阵，可以通过改变两个模拟子阵的相位中心来实现两个模拟子阵的相位中心之差的改变，也可以通过改变其中一个模拟子阵的相位中心来实现两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
在本发明实施例中，可以采用以下任一种方式实现相位中心的改变。
方式一、直接关闭模拟子阵中的部分阵子，这样就会引起模拟子阵的相位中心的偏移。具体的，对于每一组模拟子阵，通过关闭其中一个模拟子阵或两个模拟子阵的部分阵子实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
例如，如图4所示，图4中的实心圆表示每个模拟子阵的等效相位中心。图4(a)展示了改变之前的相位中心的示意图，图4(b)展示了在方位维改变相位中心的示意图，图4(c)展示了在垂直为改变相位中心的示意图。
图4(b)中，关闭了第一个模拟子阵的最后一列阵子和第二个模拟子阵的第一列阵子，从而引起相位中心之差在方位维的改变；图4(c)中，关闭了第一个模拟子阵的最后一行阵子和第二个模拟子阵的第一行阵子，从而引起相位中心之差在垂直维的改变。
方式二、对于不能很好的关闭的阵子(如只能进行恒模调相的模拟阵子)，可以采用信号处理的等效方法，使得需要关闭的阵子波束赋形后在观测区域形成零陷或者低旁瓣即可。如图5所示，模拟子阵的一部分阵子形成有效接收波束指向观测区域，另外一部分阵子形成阻塞波束指向非观测区域，这样形成阻塞波束的阵子等效于被关闭了，从而引起模拟子阵等效相位中心的改变。也就是说，对于每一组模拟子阵，通过在其中一个模拟子阵的部分阵子或两个模拟子阵中需要关闭的阵子形成指向非观测区域或在观测区域形成零陷或者低旁瓣的阻塞波束实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
步骤702、根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第三组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
在本发明实施例中，估计接收信号的DOA包括：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第三组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；
求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；
根据sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ。
在一个示例性实例中，建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组包括：
根据第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第三组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差确定第八差值、第九差值和第十差值；根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第三组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第八差值、第九差值和第十差值建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；
其中，所述第八差值为第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差的差值，第九差值为第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差的差值，第十差值为第三组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第八差值为第一组模拟子阵的改变之后的相位中心之差和改变之前的相位中心之差的差值，第九差值为第二组模拟子阵的改变之后的相位中心之差和改变之前的相位中心之差的差值，第十差值为第三组模拟子阵的改变之后的相位中心之差和改变之前的相位中心之差的差值。
在一个示例性实例中，基于公式(2)、公式(3)、公式(6)、公式(7)、公式(9)和公式(10)，将改变相位中心之差之前的一次测量结果作为参考信号，可以建立如下方程组：
当然，也可以将第一次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，或者将第二次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，或者将第三次改变相位中心之后的一次测量结果作为参考信号，本发明实施例对此不作限定。
当相位中心之差在第一维度或第二维度的改变小于或等于载波半波长时，在整个空域内可得出唯一解，此时，n′＝n″＝n″′＝0。大多数情况下有效强度的信号的观测区域是受限的，因此可以允许在两个维度的相位中心之差的改变大于载波半波长。
作为该种情况下的一种特殊例子，如果两个模拟子阵位于yoz二维坐标系所在的平面内，如果两个模拟子阵的相位中心之差在方位维改变了dH，而在垂直维保持不变，那么如果要在方位角
到
之间获得无模糊的唯一解，需要满足
事实上当确定接收信号从主瓣被接收时，所允许的dH的范围更大。同理，如果两个模拟子阵的相位中心之差在垂直为改变了dV，而在方位维保持不变。那么，如果要在天顶角θmin到θmax之间获得无模糊的唯一解，需要满足dV≤λ|sinθmax-sinθmin|。
本发明实施例基于对三组模拟子阵的相位中心之差的改变实现波束对准，最少只需要进行两次测量即可实现波束对准，减小了系统开销和波束对准时间，通过对DOA的估计来实现波束对准，估计的DOA不会受到扫描的间隔的限制，提高了波束对准的精确度，如图3(a)所示，即使是通过旁瓣接收的情况(如非热点区域)也能采用本发明实施例的方式实现波束对准，如图3 (b)所示，从而减少非热点区域的扫描波束数目和系统开销，快速实现高精度的波束对准。并且，可以在估计出接收信号的DOA后，停止后续接收波束的扫描，通知发射端停止发射新的信号，从而缩短了扫描时间和开销。
在本发明实施例中，可以采用宽波束进行扫描接收，也可以采用窄波束进行扫描接收，接收到有效强度的信号后即可不再进行后续的波束扫描，而是保持波束指向不变进行测量估计，缩短了扫描时间，减少了系统开销。
本发明另一个实施例提出了一种实现波束对准的装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令被所述处理器执行时，实现上述任一种实现波束对准的方法。
本发明另一个实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一种实现波束对准的方法的步骤。
参见图8，本发明另一个实施例提出了一种实现波束对准的装置，包括：
第一获取模块801，用于当通过两个极化方式相同的模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取两个模拟子阵接收到的第一信号和两个模拟子阵的相位中心之差；
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取两个模拟子阵接收到的第二信号和两个模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取两个模拟子阵接收到的第三信号和两个模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；
第一波束对准模块802，用于根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
在本发明实施例中，第一获取模块801还用于：
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第三次改变，获取两个模拟子阵接收到的第四信号和两个模拟子阵的第三次改变之后的相位中心之差；
第一波束对准模块802具体用于：
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、第四信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差、第二次次改变之后的相位中心之差和第三次改变之后的相位中心之差估计接收信号的DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
在本发明实施例中，第一波束对准模块802具体用于采用以下方式实现所述估计接收信号的DOA：
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、第四信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差、第二次改变之后的相位中心之差和第三次改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ， sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述 DOA的方位角；求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；根据 sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ。
在本发明实施例中，第一波束对准模块802具体用于采用以下方式实现建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组：
根据改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差、第二次改变之后的相位中心之差和第三次改变之后的相位中心之差确定第一差值、第二差值和第三差值；根据第一信号、第二信号、第三信号、第四信号、第一差值、第二差值和第三差值建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；
其中，所述第一差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第三次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第三次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第三次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第三次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第三次改变之后的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第三次改变之后的相位中心之差的差值。
在本发明实施例中，第一获取模块801具体用于采用以下方式实现相位中心之差的改变：
通过关闭其中一个模拟子阵的部分阵子或两个模拟子阵的部分阵子实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变；
或者，通过在其中一个模拟子阵或两个模拟子阵中需要关闭的阵子形成指向非观测区域或在观测区域形成零陷或者低旁瓣的阻塞波束实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
在本发明实施例中，第一获取模块801具体用于采用以下方式实现对相位中心之差的改变：
对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第二维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度上进行改变；
或者，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和/或第二维度上进行改变；
或者，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和/或第二维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变。
在本发明实施例中，所述第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差均为在全局坐标系中的取值；
第一差值在全局坐标系中的第一维和第二维的坐标为0，第二差值在全局坐标系中的第三维的坐标为0；
或者，第二差值在全局坐标系中的第一维和第二维的坐标为0，第一差值在全局坐标系中的第三维的坐标为0；
其中，所述第一差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值。
在本发明实施例中，所述第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差均为在局部坐标系中的取值；
第一差值在局部坐标系中的第一维的坐标为0，第二差值在局部坐标系中的第二维的坐标为0；
或者，第二差值在局部坐标系中的第一维的坐标为0，第一差值在局部坐标系中的第二维的坐标为0；
其中，所述第一差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值。
在本发明实施例中，第一波束对准模块802具体用于采用以下方式实现所述估计接收信号的DOA：
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差确定第一目标函数；
遍历每一个可取的DOA得到每一个DOA对应的第一目标函数的取值，将第一目标函数的取值最小的DOA作为所述估计的DOA。
在本发明实施例中，第一波束对准模块802具体用于采用以下方式实现所述估计接收信号的DOA：
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差建立以θ和φ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；求解建立的方程组得到θ和φ。
在本发明实施例中，第一波束对准模块802具体用于采用以下方式实现建立以θ和φ为未知数的方程组：
根据改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差确定第一差值和第二差值；根据第一信号、第二信号、第三信号、第一差值和第二差值建立以θ和φ为未知数的方程组；
其中，所述第一差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值。
上述实现波束对准的装置的具体实现过程与前述实施例实现波束对准的方法的具体实现过程相同，这里不再赘述。
参见图9，本发明另一个实施例提出了一种实现波束对准的装置，包括：
第二获取模块901，用于当通过第一组模拟子阵和第二组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同；
保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第一组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；对第二组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；
第二波束对准模块902，用于根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
在本发明实施例中，第二获取模块901还用于：
保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第一组模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取第一组模拟子阵接收到的第三信号和第一组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；
或者，保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第二组模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取第二组模拟子阵接收到的第三信号和第二组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；
第二波束对准模块902具体用于采用以下方式实现所述估计接收信号的 DOA：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差估计接收信号的DOA；
或者，根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差估计接收信号的DOA。
在本发明实施例中，第二波束对准模块902具体用于采用以下方式实现所述估计接收信号的DOA：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；根据sinθcosφ， sinθsinφ和cosθ计算θ和φ；
或者，根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ， sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；根据sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ。
在本发明实施例中，不同组的模拟子阵的极化方式相同或不同。
在本发明实施例中，所述第一组模拟子阵中的两个模拟子阵和第二组模拟子阵中的两个模拟子阵均为不同的模拟子阵；
或者，所述第一组模拟子阵中的一个模拟子阵与所述第二组模拟子阵中的一个模拟子阵相同。
在本发明实施例中，第二获取模块902具体用于采用以下方式实现相位中心之差的改变：
对于每一组模拟子阵，通过关闭其中一个模拟子阵的部分阵子或两个模拟子阵的部分阵子实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变；
或者，对于每一组模拟子阵，通过在其中一个模拟子阵或两个模拟子阵中需要关闭的阵子形成指向非观测区域或在观测区域形成零陷或者低旁瓣的阻塞波束实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
在本发明实施例中，第二获取模块902具体用于采用以下方式实现对相位中心之差的改变：
对两组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，
在所述第一组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和/或第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和/或第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变。
在本发明实施例中，所述第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差均为在全局坐标系中的取值；
第四差值在全局坐标系中的第一维和第二维的坐标为0，第五差值在全局坐标系中的第三维的坐标为0；
或者，第五差值在全局坐标系中的第一维和第二维的坐标为0，第四差值在全局坐标系中的第三维的坐标为0；
其中，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值。
在本发明实施例中，所述第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差均为在局部坐标系中的取值；
第四差值在局部坐标系中的第一维的坐标为0，第五差值在局部坐标系中的第二维的坐标为0；
或者，第五差值在局部坐标系中的第一维的坐标为0，第四差值在局部坐标系中的第二维的坐标为0；
其中，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值。
在本发明实施例中，第二波束对准模块902具体用于采用以下方式实现所述估计接收信号的DOA：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差确定第二目标函数；遍历每一个可取的DOA得到每一个DOA对应的第二目标函数的数值，将第二目标函数的数值最小的DOA作为所述估计的DOA。
在本发明实施例中，第二波束对准模块902具体用于采用以下方式实现所述估计接收信号的DOA：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差建立以θ和φ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；求解建立的方程组得到θ和φ。
在本发明实施例中，第二波束对准模块902具体用于采用以下方式实现建立以θ和φ为未知数的方程组包括：
根据第一组模拟子阵接的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差确定第四差值和第五差值；根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第四差值和第五差值建立以θ和φ为未知数的方程组；
其中，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值。
上述实现波束对准的装置的具体实现过程与前述实施例实现波束对准的方法的具体实现过程相同，这里不再赘述。
参见图10，本发明另一个实施例提出了一种实现波束对准的装置，包括：
第三获取模块1001，用于当通过第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第三组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差、第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第三组模拟子阵中两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同；
保持第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，改变第一组模拟子阵的相位中心之差，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；改变第二组模拟子阵的相位中心之差，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；改变第三组模拟子阵的相位中心之差，获取第三组模拟子阵接收到的第二信号和第三组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；
第三波束对准模块1002，用于根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第三组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角 DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
在本发明实施例中，第三波束对准模块1002具体用于采用以下方式实现所述估计接收信号的DOA：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第三组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；
求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；
根据sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ。
在本发明实施例中，不同组的模拟子阵的极化方式相同或不同。
在本发明实施例中，所述第一组模拟子阵中的两个模拟子阵、第二组模拟子阵中的两个模拟子阵和第三组模拟子阵中的两个模拟子阵均为不同的模拟子阵；
或者，所述第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵中任意两组或三组模拟子阵中的一个模拟子阵相同。
在本发明实施例中，第三获取模块1001具体用于采用以下方式实现对相位中心之差的改变：
对于每一组模拟子阵，通过关闭其中一个模拟子阵的部分阵子或两个模拟子阵的部分阵子实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变；
或者，对于每一组模拟子阵，通过在其中一个模拟子阵或两个模拟子阵中需要关闭的阵子形成指向非观测区域或在观测区域形成零陷或者低旁瓣的阻塞波束实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
在本发明实施例中，第三获取模块1001具体用于采用以下方式实现对相位中心之差的改变：
对三组模拟子阵的相位中心之差进行改变时，
在所述第一组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度上进行改变。
上述实现波束对准的装置的具体实现过程与前述实施例实现波束对准的方法的具体实现过程相同，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质) 和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明实施例而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (23)
1.一种实现波束对准的方法，包括：
当通过两个极化方式相同的模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取两个模拟子阵接收到的第一信号和两个模拟子阵的相位中心之差；
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取两个模拟子阵接收到的第二信号和两个模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取两个模拟子阵接收到的第三信号和两个模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述估计接收信号的DOA之前，该方法还包括：
保持两个模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对两个模拟子阵的相位中心之差进行第三次改变，获取两个模拟子阵接收到的第四信号和两个模拟子阵的第三次改变之后的相位中心之差；
所述估计接收信号的DOA包括：
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、第四信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差、第二次次改变之后的相位中心之差和第三次改变之后的相位中心之差估计接收信号的DOA。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述估计接收信号的DOA包括：
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、第四信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差、第二次改变之后的相位中心之差和第三次改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；根据sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中，所述建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组包括：
根据改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差、第二次改变之后的相位中心之差和第三次改变之后的相位中心之差确定第一差值、第二差值和第三差值；根据第一信号、第二信号、第三信号、第四信号、第一差值、第二差值和第三差值建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；
其中，所述第一差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第三次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第三次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第三次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第三次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第三次改变之后的相位中心之差的差值，所述第三差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第三次改变之后的相位中心之差的差值。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中，通过关闭其中一个模拟子阵的部分阵子或两个模拟子阵的部分阵子实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变；
或者，通过在其中一个模拟子阵或两个模拟子阵中需要关闭的阵子形成指向非观测区域或在观测区域形成零陷或者低旁瓣的阻塞波束实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第二维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度上进行改变；
或者，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和/或第二维度上进行改变；
或者，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和/或第二维度上进行改变，对所述两个模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变时，在所述两个模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述估计接收信号的DOA包括：
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差确定第一目标函数；
遍历每一个可取的DOA得到每一个DOA对应的第一目标函数的数值，将第一目标函数的数值最小的DOA作为所述估计的DOA。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述估计接收信号的DOA包括：
根据两个模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差建立以θ和φ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；求解建立的方程组得到θ和φ。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，其中，所述建立以θ和φ为未知数的方程组包括：
根据改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差确定第一差值和第二差值；根据第一信号、第二信号、第三信号、第一差值和第二差值建立以θ和φ为未知数的方程组；
其中，所述第一差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第二次改变之后的相位中心之差和所述第一次改变之后的相位中心之差的差值；
或者，所述第一差值为所述改变之前的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值，所述第二差值为所述第一次改变之后的相位中心之差和所述第二次改变之后的相位中心之差的差值。
10.一种实现波束对准的方法，包括：
当通过第一组模拟子阵和第二组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同；
保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第一组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；对第二组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差；
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述估计接收信号的DOA之前，该方法还包括：
保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第一组模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取第一组模拟子阵接收到的第三信号和第一组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；
或者，保持第一组模拟子阵和第二组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，对第二组模拟子阵的相位中心之差进行第二次改变，获取第二组模拟子阵接收到的第三信号和第二组模拟子阵的第二次改变之后的相位中心之差；
所述估计接收信号的DOA包括：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差估计接收信号的DOA；
或者，根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差估计接收信号的DOA。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，其中，所述估计接收信号的DOA包括：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；根据sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ；
或者，根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和第一次改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、第三信号、改变之前的相位中心之差、第一次改变之后的相位中心之差和第二次改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；根据sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，其中，对于每一组模拟子阵，通过关闭其中一个模拟子阵的部分阵子或两个模拟子阵的部分阵子实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变；
或者，对于每一组模拟子阵，通过在其中一个模拟子阵或两个模拟子阵中需要关闭的阵子形成指向非观测区域或在观测区域形成零陷或者低旁瓣的阻塞波束实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中，对两组模拟子阵的相位中心之差进行第一次改变时，
在所述第一组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和/或第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和/或第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和第二维度上进行改变。
15.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中，所述估计接收信号的DOA包括：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差确定第二目标函数；
遍历每一个可取的DOA得到每一个DOA对应的第二目标函数的数值，将第二目标函数的数值最小的DOA作为所述估计的DOA。
16.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其中，所述估计接收信号的DOA包括：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差建立以θ和φ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；
求解建立的方程组得到θ和φ。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，其中，所述建立以θ和φ为未知数的方程组包括：
根据第一组模拟子阵接的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差确定第四差值和第五差值；根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号，以及第四差值和第五差值建立以θ和φ为未知数的方程组；
其中，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差的差值；
或者，所述第四差值为所述第一组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第一组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值，所述第五差值为所述第二组模拟子阵的改变之前的相位中心之差和所述第二组模拟子阵的第一次改变之后的相位中心之差的差值。
18.一种实现波束对准的方法，包括：
当通过第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵采用具有相同的波束指向的接收波束均接收到有效强度的第一信号时，获取第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二组模拟子阵接收到的第一信号、第三组模拟子阵接收到的第一信号、第一组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差、第二组模拟子阵中的两个模拟子阵的相位中心之差和第三组模拟子阵中两个模拟子阵的相位中心之差；其中，每一组模拟子阵包括两个模拟子阵，且同一组的两个模拟子阵的极化方式相同；
保持第一组模拟子阵、第二组模拟子阵和第三组模拟子阵的接收波束的波束指向不变，改变第一组模拟子阵的相位中心之差，获取第一组模拟子阵接收到的第二信号和第一组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；改变第二组模拟子阵的相位中心之差，获取第二组模拟子阵接收到的第二信号和第二组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；改变第三组模拟子阵的相位中心之差，获取第三组模拟子阵接收到的第二信号和第三组模拟子阵的改变之后的相位中心之差；
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第三组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差估计接收信号的波达角DOA，将接收波束的中心指向估计的DOA。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，其中，所述估计接收信号的DOA包括：
根据第一组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第二组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差，以及第三组模拟子阵接收到的第一信号、第二信号、改变之前的相位中心之差和改变之后的相位中心之差建立以sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ为未知数的方程组；其中，θ为所述DOA的天顶角，φ为所述DOA的方位角；
求解建立的方程组得到sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ；
根据sinθcosφ，sinθsinφ和cosθ计算θ和φ。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，其中，对于每一组模拟子阵，通过关闭其中一个模拟子阵或两个模拟子阵的部分阵子实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变；
或者，对于每一组模拟子阵，通过在其中一个模拟子阵的部分阵子或两个模拟子阵中需要关闭的阵子形成指向非观测区域或在观测区域形成零陷或者低旁瓣的阻塞波束实现所述两个模拟子阵的相位中心之差的改变。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，其中，对三组模拟子阵的相位中心之差进行改变时，
在所述第一组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第一维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第二维度上进行改变；
或者，在所述第一组模拟子阵的第二维度上进行改变，在所述第二组模拟子阵的第一维度和第二维度中的一个或两个维度上进行改变，在所述第三组模拟子阵的第一维度上进行改变。
22.一种实现波束对准的装置，包括处理器和计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1～21任一项所述的实现波束对准的方法。
23.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～21任一项所述的实现波束对准的方法的步骤。
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