CN114614871B - 天线对准方法、装置、存储介质及设备 - Google Patents

天线对准方法、装置、存储介质及设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种天线对准方法、装置、存储介质及设备，属于微波通信技术领域。该方法包括：根据第一通信设备的第一位置信息和第二通信设备的第二位置信息确定电扫范围，第一通信设备上安装有第一相控阵天线，第二通信设备上安装有第二相控阵天线；在电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至扫描步长达到步长阈值时，将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向，步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值。本申请可以通过电扫方式来实现第一相控阵天线和第二相控阵天线的对准，相比于通过人为调整抛物面天线进行天线对准来说，既提高了对准效率，也提高了对准精确度。

Description

天线对准方法、装置、存储介质及设备
技术领域
本申请涉及微波通信技术领域，特别涉及一种天线对准方法、装置、存储介质及设备。
背景技术
微波通信系统中，通信设备之间通常通过抛物面天线进行通信，而在通信之前，需要保证两个通信设备中的抛物面天线相互对准方向。
在两个通信设备进行天线对准时，其中一个通信设备可以接收另一通信设备发送的信号，根据该信号计算出RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示），并在界面上显示RSSI，用户根据显示的RSSI人为调整抛物面天线的方向。
由于人为调整抛物面天线的方向的速度较慢，从而影响对准效率；且对准精度会有很大主观性，从而影响对准的精准度。
发明内容
本申请提供了一种天线对准方法、装置、存储介质及设备，用于解决人为调整抛物面天线的方向，影响对准效率和对准精准度的问题。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种天线对准方法，用于微波通信系统中的第一通信设备中，所述第一通信设备上安装有第一相控阵天线；所述方法包括：
获取所述第一通信设备的第一位置信息；
获取所述微波通信系统中的第二通信设备的第二位置信息，所述第二通信设备上安装有第二相控阵天线；
根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定电扫范围；
在所述电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至所述扫描步长达到步长阈值时，将以所述步长阈值扫描时确定的方向作为所述第一相控阵天线与所述第二相控阵天线的天线对准方向，所述步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值。
在一种可能的实现方式中，所述根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定电扫范围，包括：
根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，计算所述第一相控阵天线的第一方位角、第一俯仰角和所述第二相控阵天线的第二方位角和第二俯仰角；
根据所述第一方位角、所述第一俯仰角、所述第二方位角和所述第二俯仰角确定电扫范围。
在一种可能的实现方式中，所述在所述电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至所述扫描步长达到步长阈值时，将以所述步长阈值扫描时确定的方向作为所述第一相控阵天线与所述第二相控阵天线的天线对准方向，包括：
当所述第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制所述第一相控阵天线在所述第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，根据接收信号强度指示的最大值缩小所述第i个电扫范围和所述第i个扫描步长，得到第i+1个电扫范围和第i+1个扫描步长，所述第j+1个增益模式的增益值大于所述第j个增益模式的增益值，i和j为正整数；
控制所述第一相控阵天线在所述第i+1个电扫范围内，以所述第j+1个增益模式和所述第i+1个扫描步长发射信号，以使所述第二相控阵天线在所述第i+1个电扫范围内以第j+2个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，并根据接收信号强度指示的最大值缩小所述第i+1个电扫范围和所述第i+1个扫描步长，得到第i+2个电扫范围和第i+2个扫描步长，所述第j+2个增益模式的增益值大于所述第j+1个增益模式的增益值；
将i更新为i+2，将j更新为j+2，继续执行所述当所述第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制所述第一相控阵天线在所述第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和方位搜索的步骤，直至所述第i个扫描步长缩小至所述步长阈值时，将扫描时接收信号强度指示的最大值对应的方向作为所述第一相控阵天线与所述第二相控阵天线的天线对准方向。
在一种可能的实现方式中，所述控制所述第一相控阵天线在所述第i+1个电扫范围内，以所述第j+1个增益模式和所述第i+1个扫描步长发射信号，包括：
当在所述第i+1个电扫范围内，以所述第j+1个增益模式进行第k轮扫描时，生成第k个控制指令，并根据所述第k个控制指令调整所述第一相控阵天线的移相参数和衰减参数，k为正整数，其中，相邻两轮扫描之间的间隔为所述第i+1个扫描步长；
通过调整后的所述第一相控阵天线发射信号。
在一种可能的实现方式中，当所述第一通信设备中包括第一惯导系统，第二通信设备中包括第二惯导系统时，所述获取所述微波通信系统中的第二通信设备的第二位置信息，包括：
通过所述第一惯导系统获取所述第二惯导系统发送的短报文；
从所述短报文中获取所述第二通信设备的第二位置信息。
在一种可能的实现方式中，所述微波通信系统为视距通信系统或散射通信系统。
一方面，提供了一种天线对准装置，用于微波通信系统中的第一通信设备中，所述第一通信设备上安装有第一相控阵天线；所述装置包括：
获取模块，用于获取所述第一通信设备的第一位置信息；
所述获取模块，还用于获取所述微波通信系统中的第二通信设备的第二位置信息，所述第二通信设备上安装有第二相控阵天线；
确定模块，用于根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定所述第一相控阵天线的电扫范围；
对准模块，用于在所述电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至所述扫描步长达到步长阈值时，将以所述步长阈值扫描时确定的方向作为所述第一相控阵天线与所述第二相控阵天线的天线对准方向，所述步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值。
在一种可能的实现方式中，所述对准模块，还用于：
当所述第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制所述第一相控阵天线在所述第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，根据接收信号强度指示的最大值缩小所述第i个电扫范围和所述第i个扫描步长，得到第i+1个电扫范围和第i+1个扫描步长，所述第j+1个增益模式的增益值大于所述第j个增益模式的增益值，i和j为正整数；
控制所述第一相控阵天线在所述第i+1个电扫范围内，以所述第j+1个增益模式和所述第i+1个扫描步长发射信号，以使所述第二相控阵天线在所述第i+1个电扫范围内以第j+2个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，并根据接收信号强度指示的最大值缩小所述第i+1个电扫范围和所述第i+1个扫描步长，得到第i+2个电扫范围和第i+2个扫描步长，所述第j+2个增益模式的增益值大于所述第j+1个增益模式的增益值；
将i更新为i+2，将j更新为j+2，继续执行所述当所述第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制所述第一相控阵天线在所述第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和方位搜索的步骤，直至所述第i个扫描步长缩小至所述步长阈值时，将扫描时接收信号强度指示的最大值对应的方向作为所述第一相控阵天线与所述第二相控阵天线的天线对准方向。
一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如上所述的天线对准方法。
一方面，提供了一种通信设备，所述通信设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如上所述的天线对准方法。
本申请提供的技术方案的有益效果至少包括：
由于第一通信设备上安装有第一相控阵天线，第二通信设备上安装有第二相控阵天线，所以，可以先获取第一通信设备的第一位置信息和第二通信设备的第二位置信息；再根据第一位置信息和第二位置信息确定电扫范围；最后在电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至扫描步长达到步长阈值时，将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向，步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值，这样，即可通过电扫方式，在逐步增大增益和逐步缩小扫描步长的过程中来实现第一相控阵天线和第二相控阵天线的对准，相比于通过人为调整抛物面天线进行天线对准来说，既可以提高对准效率，也可以提高对准精确度。
根据第一位置信息和第二位置信息，可以先初步确定电扫范围，并在电扫范围内进行扫描，而不是全方位扫描，可以节省天线对准的扫描时间，提高对准效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据示例性实施例示出的一种通信设备的结构示意图；
图2是本申请一个实施例提供的天线对准方法的方法流程图；
图3是本申请另一实施例提供的天线对准方法的方法流程图；
图4是本申请另一实施例提供的天线对准方法的方法流程图；
图5是本申请再一实施例提供的天线对准装置的结构框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请可以应用于微波通信系统中，该微波通信系统中包括至少两个通信设备。其中，微波通信系统为视距通信系统或散射通信系统，下面分别对这两种微波通信系统进行介绍。
1）视距通信系统
视距通信系统是指通过地面微波进行通信的系统，且其所使用的信道为恒参信道（低轨卫星通信除外）。其中，恒参信道是信道的参数不随时间变化，或者基本不随时间变化，或者变化极慢的信道，所以，在天线对准过程中，可以认为接收的信号近似恒定。那么，可以利用其天线的方向图进行自动跟踪对准，对准方法是通过采集到的呈递增规律的信号的电平拐点找到最佳对准方向。
视距通信系统中的各个通信设备的位置可以是固定的，也可以是变化的。以在地面上进行微波通信为例，则通信设备可以都位于诸如建筑物之类的固定地点，也可以都位于诸如车辆之类的可移动物体中，还可以一方位于固定地点，一方位于移动物体中。以在海面上进行微波通信为例，则通信设备可以都位于诸如船只之类的可移动物体中，也可以一方位于诸如船只之类的可移动物体中，一方位于诸如建筑物之类的固定地点。
2）散射通信系统
散射通信系统是指通过对流层散射进行通信的系统，其所使用的信道是时变的衰落信道，接收到的信号的幅度是随机衰落不定的，且衰落深度达到十几甚至几十分贝（dB），尤其是多径效应引起的快衰落，变化周期可达零点几秒。由于涉及到衰落信道，散射通信系统接收到的信号的强度快速多变，如果在采集信号的电平的瞬间正赶上信号衰落，则采集到的信号的电平就会很低，很难找到像恒参信道那样的信号的电平拐点，这就给散射通信系统的天线对准带来了很大困难。通常可以采用多重分集接收方式接收信号以平滑散射信道的衰落特性，但天线对准选取的是在多重分集接收合并之前的信号的电平，其目的是使接收到的信号的电平跟上天线角度的变化而不受自动增益控制（Automatic GainControl，AGC）的影响，因此，需要采用其它办法来平滑采集到的衰落的信号的电平。考虑到衰落信道的衰落速率一般为1～10Hz，且也是随机变化的，因此，本实施例中采用下述方法来平滑衰落的信号的电平：当天线在某一指向时，对在1秒内采集到的多个信号的电平值进行平均后形成一个采样点，这样，天线波束每转一个指向可以产生一个采样点，通过天线在一定的角度内转动而采集到若干个采样点，可较好地平滑衰落的信号的电平，从而可以通过采集到的呈递增规律的采样点拐点找到最佳对准方向。
请参考图1，微波通信系统中的每个通信设备上安装有相控阵天线110、惯导系统120、波控单元130、微波收发机140和合成网络150。其中，波控单元130分别与相控阵天线110、惯导系统120和微波收发机140相连，合成网络150分别与微波收发机140和相控阵天线110相连，且合成网络150可以是功分器。
相控阵天线110根据惯导系统120发送的定位信息确定电扫范围，在电扫范围内进行扫描，通过合成网络150将接收到的信号发送给微波收发机140，微波收发机140根据信号计算出接收信号强度指示（Received Signal Strength Indication，RSSI）后发送给波控单元130，波控单元130根据接收信号强度指示更新电扫范围，在更新后的电扫范围内继续进行扫描，直到天线对准后停止扫描。当然，相控阵天线110在接收信号的过程中还会向外发射信号，以便对端的通信设备进行天线对准，此处不作赘述。
本实施例中的相控阵天线110中包括多个辐射单元，每个辐射单元中包括一个四通道TR芯片111和四个天线单元112，以控制对应的天线单元的信号收发。
微波通信系统中的每个通信系统可以相同，也可以不同。为了便于区分，本实施例中将一个通信设备称为第一通信设备，将第一通信设备上的相控阵天线称为第一相控阵天线，将第一通信设备上的惯导系统称为第一惯导系统；将另一个通信设备称为第二通信设备，将第二通信设备上的相控阵天线称为第二相控阵天线，将第二通信设备上的惯导系统称为第二惯导系统。本实施例的目的是将第一通信设备中的第一相控阵天线与第二通信设备中的第二相控阵天线进行对准，以便能够通过第一相控阵天线与第二相控阵天线来实现第一通信设备与第二通信设备之间的通信，下面对第一相控阵天线和第二相控阵天线的对准流程进行介绍。
请参考图2，其示出了本申请一个实施例提供的天线对准方法的方法流程图，该天线对准方法可以应用于图1中所示的第一通信设备中。该天线对准方法，可以包括：
步骤201，获取第一通信设备的第一位置信息。
第一通信设备可以通过第一惯导系统获取第一位置信息，这里所说的第一位置信息可以包括经度信息和纬度信息。
步骤202，获取微波通信系统中的第二通信设备的第二位置信息，该第二通信设备上安装有第二相控阵天线。
由于第一相控阵天线和第二相控阵天线之间还未对准，所以，无法通过第一相控阵天线和第二相控阵天线进行通信，此时，可以通过第一惯导系统与第二惯导系统进行通信，以获取第二通信设备的第二位置信息，这里所说的第二位置信息可以包括经度信息和纬度信息。
步骤203，根据第一位置信息和第二位置信息确定电扫范围。
第一通信设备可以根据第一位置信息和第二位置信息，计算出通信方向的大致范围，将该范围确定为电扫范围。
根据第一位置信息和第二位置信息，可以先初步确定电扫范围，并在电扫范围内进行扫描，而不是全方位扫描，可以节省天线对准的扫描时间，提高对准效率。
步骤204，在电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至扫描步长达到步长阈值时，将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向，步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值。
第一通信设备和第二通信设备可以在电扫范围内，以递增的增益模式和递减的扫描步长来进行扫描，在这个过程中，从大范围粗粒度的扫描逐渐变为小范围细粒度的扫描，并在扫描步长达到步长阈值时，对扫描进行收敛，从而能够将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向，以使第一相控阵天线与第二相控阵天线对准。
本实施例中，步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值，该预设值可以是经验值。以预设值为10%为例，假设相控阵天线的最大增益值的方向角度为1°，则步长阈值为0.1°，那么，在以0.1°的扫描步长进行扫描时可以确定最终的天线对准方向。
相关技术中一般设置理论接收信号强度指示，根据相控阵天线接收到的信号计算接收信号强度指示，在该接收信号强度指示接近理论接收信号强度指示时确定收敛。然而，由于理论接收信号强度指示是会随着时间和天气变化而变化的，其并不是一个固定值，所以，根据理论接收信号强度指示进行收敛并不准确。本实施例中是以扫描步长达到步长阈值作为扫描的收敛条件，可以提高收敛的准确性，从而提高天线对准的准确性。
综上所述，本申请实施例提供的天线对准方法，由于第一通信设备上安装有第一相控阵天线，第二通信设备上安装有第二相控阵天线，所以，可以先获取第一通信设备的第一位置信息和第二通信设备的第二位置信息；再根据第一位置信息和第二位置信息确定第一相控阵天线的电扫范围；最后在电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至扫描步长达到步长阈值时，将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向，步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值，这样，即可通过电扫方式，在逐步增大增益和逐步缩小扫描步长的过程中来实现第一相控阵天线和第二相控阵天线的对准，相比于通过人为调整抛物面天线进行天线对准来说，既可以提高对准效率，也可以提高对准精确度。
请参考图3，其示出了本申请一个实施例提供的天线对准方法的方法流程图，该天线对准方法可以应用于图1中所示的第一通信设备中。该天线对准方法，可以包括：
步骤301，获取第一通信设备的第一位置信息。
第一通信设备可以通过第一惯导系统获取第一位置信息，这里所说的第一位置信息可以包括经度信息和纬度信息。
步骤302，通过第一惯导系统获取第二惯导系统发送的短报文，从短报文中获取第二通信设备的第二位置信息。
由于第一相控阵天线和第二相控阵天线之间还未对准，所以，无法通过第一相控阵天线和第二相控阵天线进行通信，此时，可以通过第一惯导系统与第二惯导系统进行通信，以获取第二通信设备的第二位置信息，这里所说的第二位置信息可以包括经度信息和纬度信息。
具体的，第一惯导系统可以接收第二惯导系统发送的短报文，从该短报文中提取出第二位置信息。
根据第一位置信息和第二位置信息，可以先初步确定电扫范围，并在电扫范围内进行扫描，而不是全方位扫描，可以节省天线对准的扫描时间，提高对准效率。
步骤303，根据第一位置信息和第二位置信息，计算第一相控阵天线的第一方位角、第一俯仰角和第二相控阵天线的第二方位角和第二俯仰角。
在已知第一位置信息和第二位置信息的前提下，可以通过很多种算法计算出第一方位角、第一俯仰角、第二方位角和第二俯仰角，本实施例不对具体的算法作限定。
步骤304，根据第一方位角、第一俯仰角、第二方位角和第二俯仰角确定电扫范围。
在已知第一方位角、第一俯仰角、第二方位角和第二俯仰角的前提下，可以通过很多种算法计算出初始的电扫范围，本实施例不对具体的算法作限定。
步骤305，在电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至扫描步长达到步长阈值时，将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向，步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值。
请参考图4，在电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至扫描步长达到步长阈值时，将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方，可以包括以下几个子步骤：
步骤3051，当第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制第一相控阵天线在第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，根据接收信号强度指示的最大值缩小第i个电扫范围和第i个扫描步长，得到第i+1个电扫范围和第i+1个扫描步长，第j+1个增益模式的增益值大于第j个增益模式的增益值，i和j为正整数。
当i=1时，第i个电扫范围是步骤304确定的电扫范围；当i＞1时，第i个电扫范围是步骤3053确定的电扫范围。
其中，相控阵天线中发射信号时天线的增益模式小于接收信号时天线的增益模式。即，第j+1个增益模式的增益值大于第j个增益模式的增益值。可选的，相控阵天线还可以以广角模式发射信号。
当第一通信设备和第二通信设备组成视距通信系统时，第一相控阵天线进行方位搜索；当第一通信设备和第二通信设备组成散射通信系统时，第一相控阵天线进行俯仰搜索。
本实施例中，可以根据第一相控阵天线搜索到的每个信号计算接收信号强度指示，从中选择接收信号强度指示的最大值，再以该最大值所在方向为中心，缩小第i个电扫范围和第i个扫描步长，得到第i+1个电扫范围和第i+1个扫描步长。
在已知第一位置信息和第二位置信息的前提下，可以通过很多种算法计算出理论接收信号强度指示，本实施例不对具体的算法作限定。
需要说明的是，当微波通信系统是散射通信系统时，由于散射通信天线波束角较窄，一般在2°左右，所以，对准时天线的波束转移不能太快且对接收信号的采样点不能太少，否则难于达到天线对准的精度。在一个示例中，天线的波束扫描应考虑在天线的波束角内有10个左右的采样点，使之成为准恒参信道接收电平曲线，以便于精确对准。
步骤3052，控制第一相控阵天线在第i+1个电扫范围内，以第j+1个增益模式和第i+1个扫描步长发射信号，以使第二相控阵天线在第i+1个电扫范围内以第j+2个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，并根据接收信号强度指示的最大值缩小第i+1个电扫范围和第i+1个扫描步长，得到第i+2个电扫范围和第i+2个扫描步长，第j+2个增益模式的增益值大于第j+1个增益模式的增益值。
第一相控阵天线可以根据接收天线的配置信息对发射天线进行相同的配置，并根据该配置发射信号。
具体的，控制第一相控阵天线在第i+1个电扫范围内，以第j+1个增益模式和第i+1个扫描步长发射信号，可以包括：当在第i+1个电扫范围内，以第j+1个增益模式进行第k轮扫描时，生成第k个控制指令，并根据第k个控制指令调整第一相控阵天线的移相参数和衰减参数，k为正整数，其中，相邻两轮扫描之间的间隔为第i+1个扫描步长；通过调整后的第一相控阵天线发射信号。
在第一相控阵天线发射信号时，第二相控阵天线进行信号搜索，其搜索方式与步骤3051中第一相控阵天线的搜索方式相同，此处不再赘述。
步骤3053，将i更新为i+2，将j更新为j+2，继续执行当第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制第一相控阵天线在第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和方位搜索的步骤，直至第i个扫描步长缩小至步长阈值时，将扫描时接收信号强度指示的最大值对应的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向。
本实施例中，可以循环执行步骤3051-3052，以递增的增益模式和递减的扫描步长来进行扫描，在这个过程中，从大范围粗粒度的扫描逐渐变为小范围细粒度的扫描，并在扫描步长达到步长阈值时，对扫描进行收敛，从而能够将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向，以使第一相控阵天线与第二相控阵天线对准。
本实施例中，步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值，该预设值可以是经验值。以预设值为10%为例，假设相控阵天线的最大增益值的方向角度为1°，则步长阈值为0.1°，那么，在以0.1°的扫描步长进行扫描时可以确定最终的天线对准方向。
相关技术中一般设置理论接收信号强度指示，根据相控阵天线接收到的信号计算接收信号强度指示，在该接收信号强度指示接近理论接收信号强度指示时确定收敛。然而，由于理论接收信号强度指示是会随着时间和天气变化而变化的，其并不是一个固定值，所以，根据理论接收信号强度指示进行收敛并不准确。本实施例中是以扫描步长达到步长阈值作为扫描的收敛条件，可以提高收敛的准确性，从而提高天线对准的准确性。
需要说明的是，本实施例中仅以第二通信设备先开始扫描进行了举例说明，当由第一通信设备先开始扫描时，其扫描流程与第二通信设备的扫描流程相同，本实施例中不再赘述。
本实施例中，无需在微波通信系统中增加任何硬件设备，也不需要借助于任何精密仪器，只需在通信设备中加载对应的天线对准软件程序和北斗导航软件程序，即可实现相控阵天线的对准，不改变5G（5th Generation，第五代移动通信技术）微波IDU（IndoorUnit，室内单元）/ODU（Outdoor Unit，室外单元）格局，经济实用，具有很强的实用和推广价值。
本实施例中，还可以对天线对准过程中的中间数据进行，并对这些中间数据进行分析，并对分析结果进行应用。
综上所述，本申请实施例提供的天线对准方法，由于第一通信设备上安装有第一相控阵天线，第二通信设备上安装有第二相控阵天线，所以，可以先获取第一通信设备的第一位置信息和第二通信设备的第二位置信息；再根据第一位置信息和第二位置信息确定第一相控阵天线的电扫范围；最后在电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至扫描步长达到步长阈值时，将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向，步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值，这样，即可通过电扫方式，在逐步增大增益和逐步缩小扫描步长的过程中来实现第一相控阵天线和第二相控阵天线的对准，相比于通过人为调整抛物面天线进行天线对准来说，既可以提高对准效率，也可以提高对准精确度。
请参考图5，其示出了本申请一个实施例提供的天线对准装置的结构框图，该天线对准装置可以应用于图1所示的第一通信设备中。该天线对准装置，可以包括：
获取模块510，用于获取第一通信设备的第一位置信息；
获取模块510，还用于获取微波通信系统中的第二通信设备的第二位置信息，第二通信设备上安装有第二相控阵天线；
确定模块520，用于根据第一位置信息和第二位置信息确定电扫范围；
对准模块530，用于在电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至扫描步长达到步长阈值时，将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向，步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值。
在一个可选的实施例中，确定模块520还用于：
根据第一位置信息和第二位置信息，计算第一相控阵天线的第一方位角、第一俯仰角和第二相控阵天线的第二方位角和第二俯仰角；
根据第一方位角、第一俯仰角、第二方位角和第二俯仰角确定电扫范围。
在一个可选的实施例中，对准模块530还用于：
当第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制第一相控阵天线在第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，根据接收信号强度指示的最大值缩小第i个电扫范围和第i个扫描步长，得到第i+1个电扫范围和第i+1个扫描步长，第j+1个增益模式的增益值大于第j个增益模式的增益值，i和j为正整数；
控制第一相控阵天线在第i+1个电扫范围内，以第j+1个增益模式和第i+1个扫描步长发射信号，以使第二相控阵天线在第i+1个电扫范围内以第j+2个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，并根据接收信号强度指示的最大值缩小第i+1个电扫范围和第i+1个扫描步长，得到第i+2个电扫范围和第i+2个扫描步长，第j+2个增益模式的增益值大于第j+1个增益模式的增益值；
将i更新为i+2，将j更新为j+2，继续执行当第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制第一相控阵天线在第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和方位搜索的步骤，直至第i个扫描步长缩小至步长阈值时，将扫描时接收信号强度指示的最大值对应的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向。
在一个可选的实施例中，对准模块530还用于：
当在第i+1个电扫范围内，以第j+1个增益模式进行第k轮扫描时，生成第k个控制指令，并根据第k个控制指令调整第一相控阵天线的移相参数和衰减参数，k为正整数，其中，相邻两轮扫描之间的间隔为第i+1个扫描步长；
通过调整后的第一相控阵天线发射信号。
在一个可选的实施例中，当第一通信设备中包括第一惯导系统，第二通信设备中包括第二惯导系统时，获取模块510还用于：
通过第一惯导系统获取第二惯导系统发送的短报文；
从短报文中获取第二通信设备的第二位置信息。
在一个可选的实施例中，微波通信系统为视距通信系统或散射通信系统。
综上所述，本申请实施例提供的天线对准装置，由于第一通信设备上安装有第一相控阵天线，第二通信设备上安装有第二相控阵天线，所以，可以先获取第一通信设备的第一位置信息和第二通信设备的第二位置信息；再根据第一位置信息和第二位置信息确定第一相控阵天线的电扫范围；最后在电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至扫描步长达到步长阈值时，将以步长阈值扫描时确定的方向作为第一相控阵天线与第二相控阵天线的天线对准方向，步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值，这样，即可通过电扫方式，在逐步增大增益和逐步缩小扫描步长的过程中来实现第一相控阵天线和第二相控阵天线的对准，相比于通过人为调整抛物面天线进行天线对准来说，既可以提高对准效率，也可以提高对准精确度。
本申请一个实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如上所述的天线对准方法。
本申请一个实施例提供了一种通信设备，所述通信设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如上所述的天线对准方法。
需要说明的是：上述实施例提供的天线对准装置在进行天线对准时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将天线对准装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的天线对准装置与天线对准方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述并不用以限制本申请实施例，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请实施例的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种天线对准方法，其特征在于，用于微波通信系统中的第一通信设备中，所述第一通信设备上安装有第一相控阵天线；所述方法包括：
获取所述第一通信设备的第一位置信息；
获取所述微波通信系统中的第二通信设备的第二位置信息，所述第二通信设备上安装有第二相控阵天线；
根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定电扫范围；
在所述电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至所述扫描步长达到步长阈值时，将以所述步长阈值扫描时确定的方向作为所述第一相控阵天线与所述第二相控阵天线的天线对准方向，所述步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值；
所述在所述电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至所述扫描步长达到步长阈值时，将以所述步长阈值扫描时确定的方向作为所述第一相控阵天线与所述第二相控阵天线的天线对准方向，包括：当所述第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制所述第一相控阵天线在所述第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，根据接收信号强度指示的最大值缩小所述第i个电扫范围和所述第i个扫描步长，得到第i+1个电扫范围和第i+1个扫描步长，所述第j+1个增益模式的增益值大于所述第j个增益模式的增益值，i和j为正整数；控制所述第一相控阵天线在所述第i+1个电扫范围内，以所述第j+1个增益模式和所述第i+1个扫描步长发射信号，以使所述第二相控阵天线在所述第i+1个电扫范围内以第j+2个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，并根据接收信号强度指示的最大值缩小所述第i+1个电扫范围和所述第i+1个扫描步长，得到第i+2个电扫范围和第i+2个扫描步长，所述第j+2个增益模式的增益值大于所述第j+1个增益模式的增益值；将i更新为i+2，将j更新为j+2，继续执行所述当所述第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制所述第一相控阵天线在所述第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和方位搜索的步骤，直至所述第i个扫描步长缩小至所述步长阈值时，将扫描时接收信号强度指示的最大值对应的方向作为所述第一相控阵天线与所述第二相控阵天线的天线对准方向。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定电扫范围，包括：
根据所述第一位置信息和所述第二位置信息，计算所述第一相控阵天线的第一方位角、第一俯仰角和所述第二相控阵天线的第二方位角和第二俯仰角；
根据所述第一方位角、所述第一俯仰角、所述第二方位角和所述第二俯仰角确定电扫范围。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制所述第一相控阵天线在所述第i+1个电扫范围内，以所述第j+1个增益模式和所述第i+1个扫描步长发射信号，包括：
当在所述第i+1个电扫范围内，以所述第j+1个增益模式进行第k轮扫描时，生成第k个控制指令，并根据所述第k个控制指令调整所述第一相控阵天线的移相参数和衰减参数，k为正整数，其中，相邻两轮扫描之间的间隔为所述第i+1个扫描步长；
通过调整后的所述第一相控阵天线发射信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一通信设备中包括第一惯导系统，第二通信设备中包括第二惯导系统时，所述获取所述微波通信系统中的第二通信设备的第二位置信息，包括：
通过所述第一惯导系统获取所述第二惯导系统发送的短报文；
从所述短报文中获取所述第二通信设备的第二位置信息。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述微波通信系统为视距通信系统或散射通信系统。
6.一种天线对准装置，其特征在于，用于微波通信系统中的第一通信设备中，所述第一通信设备上安装有第一相控阵天线；所述装置包括：
获取模块，用于获取所述第一通信设备的第一位置信息；
所述获取模块，还用于获取所述微波通信系统中的第二通信设备的第二位置信息，所述第二通信设备上安装有第二相控阵天线；
确定模块，用于根据所述第一位置信息和所述第二位置信息确定电扫范围；
对准模块，用于在所述电扫范围内以递增的增益模式和递减的扫描步长进行扫描，直至所述扫描步长达到步长阈值时，将以所述步长阈值扫描时确定的方向作为所述第一相控阵天线与所述第二相控阵天线的天线对准方向，所述步长阈值与相控阵天线的最大增益值的方向角度的比值为预设值；
所述对准模块，还用于当所述第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制所述第一相控阵天线在所述第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，根据接收信号强度指示的最大值缩小所述第i个电扫范围和所述第i个扫描步长，得到第i+1个电扫范围和第i+1个扫描步长，所述第j+1个增益模式的增益值大于所述第j个增益模式的增益值，i和j为正整数；控制所述第一相控阵天线在所述第i+1个电扫范围内，以所述第j+1个增益模式和所述第i+1个扫描步长发射信号，以使所述第二相控阵天线在所述第i+1个电扫范围内以第j+2个增益模式进行俯仰搜索和/或方位搜索，根据搜索到的信号计算接收信号强度指示，并根据接收信号强度指示的最大值缩小所述第i+1个电扫范围和所述第i+1个扫描步长，得到第i+2个电扫范围和第i+2个扫描步长，所述第j+2个增益模式的增益值大于所述第j+1个增益模式的增益值；将i更新为i+2，将j更新为j+2，继续执行所述当所述第二相控阵天线在第i个电扫范围内以第j个增益模式和第i个扫描步长发射信号时，控制所述第一相控阵天线在所述第i个电扫范围内以第j+1个增益模式进行俯仰搜索和方位搜索的步骤，直至所述第i个扫描步长缩小至所述步长阈值时，将扫描时接收信号强度指示的最大值对应的方向作为所述第一相控阵天线与所述第二相控阵天线的天线对准方向。
7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述至少一条指令由处理器加载并执行以实现如权利要求1至5中任一所述的天线对准方法。
8.一种通信设备，其特征在于，所述通信设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至5中任一所述的天线对准方法。
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