CN114696116A - 一种天线子阵列、天线阵列、极化重构的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及无线通信技术领域，公开了一种天线子阵列、天线阵列、极化重构的方法及装置。用以提供一种极化可重构天线，以及对天线进行极化重构的方式。一种天线子阵列，包括：m个天线单元，所述m为大于或等于2的整数，所述m个天线单元依次间隔360/m度放置；任意两个相邻的天线单元之间的距离小于0.5倍工作波长。将任意两个天线单元之间的距离控制在0.5λ之内，可以实现极化可重构，并且这种天线子阵列构成的极化可重构天线相比于传统的阵列天线，天线口径尺寸小，间距小，大角度扫描时可以使得无栅瓣产生。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种天线子阵列、天线阵列、极化重构的方法及装置。
背景技术
在复杂的气候和电磁环境下，线极化天线无法满足如卫星通信、太空侦测、雷达进行目标跟踪定位等要求。圆极化天线相对于线极化天线，可以减小信号的漏失、衰减、以及消除电离层由法拉第旋转导致的极化畸变，因此，圆极化天线的应用更加广泛。
圆极化分为左旋圆极化和右旋圆极化。信号发送端通过左旋圆极化天线发射信号，信号接收端也应该采用左旋圆极化天线接收信号；信号发送端通过右旋圆极化天线发射信号，信号接收端也应该采用右旋圆极化天线接收信号。
为了能够匹配发射天线、接收天线之间的极化方式，避免极化隔离，如何设计具有极化可重构功能的天线，以及如何实现天线的极化可重构是需要解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种子阵列、天线阵列、极化重构的方法及装置，用以提供一种极化可重构天线，以及对天线进行极化重构的方式。
第一方面，提供了一种天线子阵列，包括m个天线单元，所述m为大于或等于2的整数，所述m个天线单元依次间隔360/m度放置；任意两个相邻的天线单元之间的距离小于0.5倍工作波长(λ)。
第一方面中将任意两个天线单元之间的距离控制在0.5λ之内，可以实现极化可重构，并且这种天线子阵列构成的极化可重构天线相比于传统的阵列天线，天线口径尺寸小，间距小，大角度扫描时可以使得无栅瓣产生。
进一步地，任意两个相邻的天线单元之间的距离可以小于或等于0.3倍工作波长。
在一种可能的实现中，所述天线单元可以为左旋圆极化天线单元或可以为右旋圆极化天线单元，本申请对此不做限定。
第二方面，提供了一种天线阵列，包括一个或多个第一方面及第一方面中的任一可能的实现中所述的天线子阵列。这种天线阵列构成的极化可重构天线相比于传统的阵列天线，天线口径尺寸小，间距小，大角度扫描时可以使得无栅瓣产生。
在一种可能的实现中，多个所述天线子阵列中的任意两个天线子阵列之间的距离的差值可以小于或等于第一预设值。多个天线阵列之间等间距排列，可以减小天线阵列的体积，还可以进一步实现天线口径尺寸小，间距小，大角度扫描时可以使得无栅瓣产生的技术效果。
第三方面，提供了一种通信设备，包括一个或多个第二方面及第二方面中的任一可能的实现中的天线阵列。第三方面的技术效果可以参考第二方面及第二方面的可能的实现中的技术效果，不再重复赘述。
第四方面，提供了一种极化重构的方法，首先，通信设备可以根据所述通信设备的传输功率和其它设备的传输功率，确定所述通信设备与其它设备之间的传输矩阵；所述传输矩阵中包括多个传输系数，每个传输系数与所述通信设备中的每个天线单元对应的端口相关联。然后，所述通信设备可以确定所述传输矩阵的多个非0特征值，进一步地确定出多个非0特征值中的最大值，再进一步确定所述最大值对应的特征向量，所述特征向量包括所述通信设备中的每个天线单元对应的端口的相位值。接下来，所述通信设备根据所述特征向量为所述天线阵列中的天线单元配置相位。
在一种可能的实现中，所述通信设备可以采用配相后的天线阵列与所述其它设备传输信号。
在第四方面中，通过对通信设备与其它设备之间的传输矩阵，求最大特征值的特征向量，根据特征向量为天线阵列配置相位，可以重构出该通信设备与其它设备之间进行通信的最合适的极化方式，以采用最合适的极化方式进行通信可以提高传输效率。
第五方面，提供了一种通信装置，所述装置具有实现上述第四方面及第四方面任一可能的实现中的功能。这些功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的功能模块。
第六方面，提供了一种通信装置，包括处理器；用于执行计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被执行时，用于实现上述第四方面及第四方面任一可能的实现的方法中通信设备的功能。所述计算机程序或指令可以存储在所述处理器中，也可以存储在存储器中，所述存储器与所述处理器耦合。所述存储器可以位于所述通信装置中，也可以不位于所述通信装置中。
在一种可能的实现中，所述装置还包括：收发器，用于发送所述处理器处理后的信号，或者接收输入给所述处理器的信号。所述收发器可以执行第四方面及第四方面任一可能的实现中通信设备执行的信号发送动作或信号接收动作。
第七方面，本申请提供了一种通信装置，包括处理器和接口电路，所述接口电路用于接收来自所述通信装置之外的其它通信装置的信号并传输至所述处理器，或将来自所述处理器的信号发送给所述通信装置之外的其它通信装置，所述处理器通过逻辑电路或执行代码指令用于实现上述第四方面及第四方面任一可能的实现的方法中通信设备的功能。
在一种可能的实现中，所述通信装置可以为芯片系统，可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。
第八方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序包括用于实现第四方面及第四方面任一可能的实现中的功能的指令。
第九方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在计算机上运行时，使得计算机执行上述第四方面及第四方面任一可能的实现中由通信设备执行的方法。
上述第五方面至第九方面的技术效果可以参照第四方面中的描述，重复之处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的一种通信系统架构示意图；
图2为本申请实施例中提供的一种极化可重构的圆极化天线示意图；
图3a为本申请实施例中提供的一种包括3个圆极化天线单元的天线子阵列示意图；
图3b为本申请实施例中提供的一种包括4个圆极化天线单元的天线子阵列示意图；
图3c为本申请实施例中提供的一种包括4个线极化天线单元的天线子阵列示意图；
图4为本申请实施例中提供的一种包括9个天线子阵列的天线阵列示意图；
图5为本申请实施例中提供的一种天线阵列的极化重构的方法；
图6为本申请实施例中提供的一种发射天线和接收天线示意图；
图7a、图8a、图9a分别为本申请实施例中提供的一种右旋圆极化仿真示意图；
图7b、图8b、图9b分别为本申请实施例中提供的一种左旋圆极化仿真示意图；
图10为本申请实施例中提供的一种通信装置示意图；
图11为本申请实施例中提供的一种通信装置示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请实施例进行详细描述。
为便于理解本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例提供的方法的系统架构进行简要说明。可理解的，本申请实施例描述的系统架构是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种通信系统，例如：卫星通信系统、传统的移动通信系统、非地面网络(NTN)通信系统。通信系统例如：无线局域网(wireless localarea network，WLAN)通信系统，长期演进(long term evolution，LTE)系统、LTE频分双工(frequency division duplex，FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex，TDD)、通用移动通信系统(universal mobile telecommunication system，UMTS)、全球互联微波接入(worldwide interoperability for microwave access，WiMAX)通信系统、第五代(5thgeneration，5G)系统或新无线(new radio，NR)，第六代(6th generation，6G)系统，以及未来通信系统等。
为便于理解本申请实施例，接下来对本请的应用场景进行介绍，本申请实施例描述的网络架构以及业务场景是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案，并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新业务场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。
如图1所示，提供了一种通信系统，包括：网络设备和终端。网络设备可以是地面的网络设备(例如基站)，也可以是非地面网络(non-terrestrial networks，NTN)的网络设备(例如卫星、卫星基站)。网络设备中设置有圆极化天线，例如可以设置极化可重构的圆极化天线。终端设备上也可以设置有圆极化天线，例如可以设置极化可重构的圆极化天线。网络设备与终端设备之间可以通过圆极化天线传输信号，以实现通信。圆极化包括左旋圆极化和右旋圆极化。通常，信号发送端(例如卫星)通过左旋圆极化天线发射信号，信号接收端(例如终端)也应该采用左旋圆极化天线接收信号；信号发送端(例如卫星)通过右旋圆极化天线发射信号，信号接收端(例如卫星)也应该采用右旋圆极化天线接收信号。对于信号发送端来说，可以调整发送信号的天线所采用的极化方式。对于信号接收端来说，可以先采用任一极化方式(例如左旋圆极化)的天线接收信号，如果无法接收到信号或接收到的信号质量较差，则可以再采用另一极化方式(例如右旋圆极化)的天线接收信号。
为了能够匹配信号发送端与信号接收端的极化方式，本申请提供了极化可重构天线，以及对天线进行极化重构的方式。
为便于理解本申请实施例，以下对本申请实施例的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。
1)网络设备，具有能够为终端设备提供随机接入功能的设备或可设置于该设备的芯片，该设备包括但不限于：演进型节点B(evolved Node B，eNB)、无线网络控制器(radionetwork controller，RNC)、节点B(Node B，NB)、基站控制器(base station controller，BSC)、基站收发台(base transceiver station，BTS)、家庭基站(例如，home evolvedNodeB，或home Node B，HNB)、基带单元(baseband unit，BBU)，无线保真(wirelessfidelity，WIFI)系统中的接入点(access point，AP)、无线中继节点、无线回传节点、传输点(transmission and reception point，TRP或者transmission point，TP)等，还可以为5G，如，NR，系统中的gNB，或，传输点(TRP或TP)，5G系统中的基站的一个或一组(包括多个天线面板)天线面板，或者，还可以为构成gNB或传输点的网络节点，如基带单元(BBU)，或，分布式单元(DU，distributed unit)等。
2)终端设备，又称之为用户设备(user equipment，UE)、移动台(mobile station，MS)、移动终端(mobile terminal，MT)、终端等，是一种向用户提供语音和/或数据连通性的设备。例如，终端设备包括具有无线连接功能的手持式设备、车载设备等。目前，终端设备可以是：手机(mobile phone)、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、移动互联网设备(mobileinternet device，MID)、可穿戴设备，虚拟现实(virtual reality，VR)设备、增强现实(augmented reality，AR)设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self-driving)中的无线终端、远程手术(remote medical surgery)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端，或智慧家庭(smart home)中的无线终端，或具有车与车(Vehicle-to-Vehicle，V2V)公共的无线终端等。
3)天线向周围空间辐射电磁波，电磁波由电场和磁场构成，电场强度的方向为天线极化方向。当电场强度方向垂直于地面时，此电磁波称为垂直极化电磁波；当电场强度方向平行于地面时，此电磁波称为水平极化电磁波。极化电磁波的极化方向与电磁波传播方向所构成的平面称为极化面。
如果极化电磁波的电场强度始终在垂直于传播方向的(横)平面内向，其电场矢量的端点沿一闭合轨迹移动，则这一极电磁波称为平面极化波。电场的矢端轨迹称为极化曲线，并按极化曲线的形状对极化波命名。若该轨迹(极化曲线)是直线，则称为直线极化；若轨迹(极化曲线)是圆，则称为圆极化；若轨迹(极化曲线)是椭圆，则称为椭圆极化。
也可以理解为，当电磁波的极化面与大地法线面之间的夹角从0～360°周期的变化，即电场强度大小不变，电场强度方向随时间变化，电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个圆时，称为圆极化。
若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成左螺旋关系，称左旋圆极化；反之，若成右螺旋关系，称右旋圆极化。
接下来将结合附图对方案进行详细介绍。附图中以虚线标识的特征或内容可理解为本申请实施例的可选操作或者可选结构。可以理解的是，本申请的图2、图3a、图3b、图3c、图4中的馈电点在线极化天线单元、圆极化天线单元中的位置仅是一种示意，不应造成限定。
如图2所示，本申请提供了一种极化可重构的圆极化天线。该圆极化天线包括4个旋转馈电的线极化天线单元(编号分别为1-4)，4个线极化天线单元通过空间合成，实现圆极化波。4个线极化天线单元依次间隔90度放置(即正交放置)。可选的，任意两个相邻的线极化天线单元(例如天线单元的中心位置)之间的距离大于或等于0.5倍工作波长(λ)，此处的工作波长为该线极化天线单元在工作时的波长。工作波长与工作频率相关。
该圆极化天线中的线极化天线单元可以通过馈电网络被配置不同的相位，来实现左旋圆极化和右旋圆极化的切换。例如，可以配置4个线极化天线单元的相位分别为0°、90°、180°、270°，或-0°、-90°、-180°、-270°。需要注意的是，图2中的0°、90°、180°、270°可以看做是每个天线单元被配置的相位，这仅是给出了一种配相方式的示例，在实际应用中，可以按照实际需求定义0°、90°、180°、270°等的位置，例如，将图2中的编号为4的线极化天线单元的相位定义为0°，编号为3的天线单元的相位定义为90°，编号为2的天线单元的相位定义为180°，编号为1的天线单元的相位定义为270°。
线极化天线单元合成圆极化天线，口径效率较低(一般增益为9db)，在其对角线方向上交叉极化隔离度较差。基于此，本申请又提出了一种基于圆极化天线单元合成圆极化天线的方式。
首先，介绍本申请提供的一种天线子阵列，包括m个天线单元，所述m为大于或等于2的整数，所述m个天线单元依次间隔360/m度或所述m个天线单元依次间隔第一角度放置(放置也可以称为排列)；任意两个相邻的天线单元(例如天线单元的中心位置)之间的距离小于0.5倍工作波长λ。示意性的，任意两个相邻的天线单元之间的距离可以选择小于或等于0.3倍工作波长λ。
示例的，所述第一角度与360/m度的差值小于或等于第一角度阈值，也就是说第一角度无限接近360/m度。例如，第一角度阈值可以为0.5°、1°、2°等，本申请这里不做限定。
此处的工作波长为该天线单元在工作时的波长，波长与无线信号的频率有关。示例的，波长可以是16mm、或17mm、或18mm、或接近16mm、或接近17mm、或接近18mm。例如，任意两个相邻的天线单元之间的距离可以为5.5mm。
此外，任意两个相邻的天线单元之间的耦合度可以小于20db。任意一个天线单元可以为左旋圆极化天线单元或也可以为右旋圆极化天线单元或者线极化天线单元。
可选的，m可以等于4，则4个天线单元的整体尺寸可以为λ*λ。λ为天线单元的工作波长。
上述介绍的本申请提供的天线子阵列可以是上文提到的圆极化天线。目前的天线子阵列中，由左旋圆极化天线单元构成的天线为左旋圆极化天线，由右旋圆极化天线单元构成的天线为右旋圆极化天线。而在本申请中，将任意两个天线单元之间的距离控制在0.5λ之内，按照相位0°、360°*(1/m)、360°*(2/m)、……、360°*[(m-1)/m]，或者，按照相位-0°、-360°*(1/m)、-360°*(2/m)、……、-360°*[(m-1)/m]的配相方式，为m个天线单元配置相位，从而可以实现该天线既可以是右旋圆极化天线，也可以是左旋圆极化天线。
如图3a所示，提供了一种包括3个圆极化天线单元的天线子阵列的示意图，这三个圆极化天线单元依次间隔120°放置。任意两个圆极化天线单元之间的距离等于0.3λ。按照相位0°、120°、240°，或-0°、-120°、-240°的配相方式，配置3个圆极化天线单元的相位值，从而实现该天线子阵列既可以是右旋圆极化天线，也可以是左旋圆极化天线。
如图3b所示，提供了一种包括4个圆极化天线单元的天线子阵列的示意图，这四个圆极化天线单元依次间隔90°放置(即正交放置)。任意两个圆极化天线单元之间的距离等于0.3λ。按照相位0、90、180、270，或-0、-90、-180、-270°的配相方式，配置4个圆极化天线单元的相位值，从而实现该天线子阵列既可以是右旋圆极化天线，也可以是左旋圆极化天线。
如图3c所示，提供了一种包括4个线极化天线单元的天线子阵列的示意图，这四个线极化天线单元依次间隔90°放置(即正交放置)。任意两个线极化天线单元之间的距离等于0.3λ。按照相位0、90、180、270，或-0、-90、-180、-270°的配相方式，配置4个线极化天线单元的相位值，从而实现该天线子阵列既可以是右旋圆极化天线，也可以是左旋圆极化天线。
接下来介绍本申请提供的一种天线阵列，包括上述介绍的一个或多个天线子阵列。通常，多个所述天线子阵列之间规则排列或均匀排列。例如，多个天线子阵列中的任意相邻两个天线子阵列之间的距离的差值可以小于或等于第一预设值。第一预设值例如可以为0.1mm、0.15mm、0.2mm等。示例的，天线子阵列中的任意两个相邻的天线单元之间的距离小于0.5λ。例如，天线子阵列中的任意两个相邻的天线单元之间的距离可以小于或等于0.3λ。
如图4所示，提供了一种包括9个天线子阵列的天线阵列。每个天线子阵列包括4个圆极化天线单元。这9个天线子阵列等间距排列成3行3列。
本申请的极化可重构天线相比于传统的阵列天线，天线口径尺寸小，间距小，大角度扫描时可无栅瓣产生。
基于上述介绍的天线阵列，本申请还提供了一种通信设备，所述通信设备包括上述介绍的天线阵列。该通信设备可为能够设置天线阵列的任一设备，例如可以为网络设备，比如基站，还可以为终端设备等，本申请不做限定。
基于上述介绍的内容，本申请还提供了一种对上述天线阵列进行极化重构的方法，如图5所示，包括以下步骤：
步骤501：通信设备为天线阵列中的每个天线单元配置相位。
步骤502：所述通信设备采用配相后的天线阵列与其它设备传输信号。
通信设备可以是网络设备，也可以是终端设备。该通信设备可以是信号发送端，也可以是信号接收端。
所述相位用于控制所述天线子阵列的极化方式为左旋圆极化或右旋圆极化，多个所述天线子阵列的极化方式相同，例如，均为左旋圆极化或均为右旋圆极化。示例的，所述天线子阵列中的任意两个相邻的天线单元之间的相位的差值为360/m度或第二角度。示例的，所述第二角度与360/m度的差值小于或等于第二角度阈值，也就是说第二角度无限接近360/m度。例如，第二角度阈值为0.5°、1°、2°等。
在一种示例中，通信设备中保存有左旋圆极化对应的配相方式，也保存有右旋圆极化对应的配相方式，配相方式包括每个天线单元的相位。通信设备在确定需要采用左旋圆极化的天线传输无线信号时，则采用预先保存的左旋圆极化对应的配相方式，为天线阵列中的每个天线单元配置相位；通信设备在确定需要采用右旋圆极化的天线传输无线信号时，则采用预先保存的右旋圆极化对应的配相方式，为天线阵列中的每个天线单元配置相位。通信设备确定传输无线信号是需要采用左旋圆极化的天线还是采用右旋圆极化的天线的过程，在本申请中不进行限定。
在另一种示例中，通信设备根据所述通信设备的传输功率和其它设备的传输功率，确定所述通信设备与其它设备之间的传输矩阵；所述传输矩阵中包括多个传输系数，每个传输系数与所述通信设备中的每个天线单元对应的端口相关联。然后，所述通信设备确定所述传输矩阵的多个非0特征值，并确定所述非0特征值中的最大值。接下来确定所述最大值对应的特征向量，所述特征向量包括所述通信设备中的每个天线单元对应的端口的相位值。接下来，所述通信设备根据所述特征向量为所述天线阵列中的天线单元配置相位。
可选的，所述特征向量还包括所述通信设备中的每个天线单元对应的端口的幅度值。
通过对通信设备与其它设备之间的传输矩阵，求最大特征值的特征向量。根据特征向量为天线阵列配置相位，可以重构出该通信设备与其它设备之间进行通信的最合适的极化方式，采用最合适的极化方式进行通信可以提高传输效率。
接下来如图6所示，以通信设备中的天线阵列为发射天线，其它设备中的天线为接收天线为例，对确定传输矩阵的过程进行说明。
通信设备的发射天线中包括n个天线单元，n个天线单元对应n个端口，分别为端口1……端口n。a1……an表示发射天线中的n个端口的入射波，即信号输入至端口1-端口n，由端口1-端口n发送给接收天线。b1……bn表示天线端口的反射信号，理论上反射信号越小越好。
其它设备的接收天线的端口入射波标识为an+1，反射波标识为bn+1。
通信设备与其它设备之间的传输矩阵为Srt，其中，
其中，字母下标t代表发射天线，下标r代表接收天线。[at]＝[a1,a2,…,an]T,为通信设备中的发射天线阵列的入射波的功率值(例如归一化功率值)；[ar]＝[an+1],为其它设备中的接收天线的入射波的功率值(例如归一化功率值)；[bt]＝[b1,b2,…,bn]T,为通信设备中的发射天线阵列的反射波的功率值(例如归一化功率值)；[br]＝[bn+1]为其它设备中的接收天线的反射波的功率值(例如归一化功率值)。
根据[at]＝[a1,a2,…,an]T,[ar]＝[an+1],[bt]＝[b1,b2,…,bn]T,[br]＝[bn+1]，即可得到
进而计算出传输矩阵Srt。
图6是以通信设备中的天线阵列为发射天线为例进行说明的，上述计算传输矩阵的示例也适用于将通信设备中的天线阵列作为接收天线，将其他设备中的天线作为发射天线的情况。
本申请利用多个紧耦合旋转的圆极化天线单元合成圆极化天线，通过改变配置的相位，实现左旋圆极化、右旋圆极化的切换。例如，具体的配相方式可以是将圆极化阵列天线作为发射天线，其正交极化天线单元做为接收天线，通过计算发射阵列天线和接收天线之间的传输矩阵S，求传输矩阵的最大特征根的特征向量，即为阵列天线的幅度和相位值。
接下来结合图7a、图7b、图8a、图8b、图9a和图9b，介绍天线阵列通过配相实现了左旋圆极化功能和右旋圆极化功能的仿真结果。
如图7a所示，提供了一种由图3b所示的4个圆极化天线单元构成的天线阵列，实现右旋圆极化的仿真结果示意图；如图7b所示，提供了一种由图3b所示的4个圆极化天线单元构成的天线阵列，实现左旋圆极化的仿真结果示意图。纵坐标是幅度，单位为db；横坐标是角度，单位为deg。在图7a和图7b中，曲线信息(curve info)中介绍了4个线，分别为线1、线2、线3、线4。线1产生右旋圆极化(realized gain RHCP)，天线单元的工作频率(freq)为19GHz，Phi＝0deg。线2产生右旋圆极化(realized gain RHCP)，天线单元的工作频率(freq)为19GHz，Phi＝90deg。线3产生左旋圆极化(realized gain LHCP)，天线单元的工作频率(freq)为19GHz，Phi＝0deg。线4产生左旋圆极化(realized gain RHCP)，天线单元的工作频率(freq)为19GHz，Phi＝90deg。
在图7a中，线1和线2的幅度值大于线3和线4的幅度值，则实现了线1和线2对应的右旋圆极化。在图7b中，线3和线4的幅度值大于线1和线2的幅度值，则实现了线3和线4对应的左旋圆极化。
如图8a所示，提供了一种由图3c所示的4个线极化天线单元构成的天线阵列，实现右旋圆极化的仿真结果示意图；如图8b所示，提供了一种由图3c所示的4个线极化天线单元构成的天线阵列，实现左旋圆极化的仿真结果示意图。横坐标、纵标准和曲线信息与图7a、图7b的类似，不再重复赘述。在图8a中，线1和线2的幅度值大于线3和线4的幅度值，则实现了线1和线2对应的右旋圆极化。在图8b中，线3和线4的幅度值大于线1和线2的幅度值，则实现了线3和线4对应的左旋圆极化。
线极化单元构成的可重构天线，也可以实现左右旋圆极化天线可重构，但是相对于圆极化天线单元构成的可重构天线，口径效率较低。
如图9a所示，提供了一种如图4所示的天线阵列，实现右旋圆极化的仿真示意图；如图9b所示，提供了一种如图4所示的天线阵列，实现左旋圆极化仿真示意图。横坐标、纵标准和曲线信息与图7a、图7b类似，不同之处是工作频率(freq)为19.6GHz，其余不再重复赘述。在图9a中，线1和线2的幅度值大于线3和线4的幅度值，则实现了线1和线2对应的右旋圆极化。在图9b中，线3和线4的幅度值大于线1和线2的幅度值，则实现了线3和线4对应的左旋圆极化。
由图7a、图7b、图8a、图8b、图9a和图9b，可以看出，天线阵列通过配相实现了左旋圆极化功能和右旋圆极化功能。
可以理解的是，为了实现上述实施例中功能，通信设备包括了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本申请中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件相结合的形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用场景和设计约束条件。
图10和图11为本申请的实施例提供的可能的通信装置的结构示意图。这些通信装置可以用于实现上述方法实施例中通信设备的功能，因此也能实现上述方法实施例所具备的有益效果。
如图10所示，通信装置1000包括处理模块1010和收发模块1020。通信装置1000用于实现上述方法实施例中通信设备的功能。例如，通信装置1000用于实现图5所示的方法实施例中通信设备的功能。具体地，处理模块1010用于根据所述装置与其它设备之间的传输功率，确定所述装置与其它设备之间的传输矩阵；确定所述传输矩阵的多个非0特征值中的最大值，确定所述最大值对应的特征向量；根据所述特征向量为所述天线阵列中的天线单元配置相位。然后收发模块1020用于采用配相后的天线阵列与所述其它设备传输信号。
有关上述处理模块1010和收发模块1020更详细的描述可以直接参考上述方法实施例中相关描述直接得到，这里不加赘述。
如图11所示，通信装置1100包括处理器1110和接口电路1120。处理器1110和接口电路1120之间相互耦合。可以理解的是，接口电路1120可以为收发器或输入输出接口。可选的，通信装置1100还可以包括存储器1030，用于存储处理器1110执行的指令或存储处理器1110运行指令所需要的输入数据或存储处理器1110运行指令后产生的数据。
当通信装置1100用于实现上述所示的方法时，处理器1110用于实现上述处理模块1010的功能，接口电路1120用于实现上述收发模块1020的功能。
当上述通信装置为应用于终端设备的芯片时，该终端设备芯片实现上述方法实施例中终端设备的功能。该终端设备芯片从终端设备中的其它模块(如射频模块或天线)接收信息，该信息是网络设备发送给终端设备的；或者，该终端设备芯片向终端设备中的其它模块(如射频模块或天线)发送信息，该信息是终端设备发送给网络设备的。
当上述通信装置为应用于网络设备的芯片时，该网络设备芯片实现上述方法实施例中网络设备的功能。该网络设备芯片从网络设备中的其它模块(如射频模块或天线)接收信息，该信息是终端设备发送给网络设备的；或者，该网络设备芯片向网络设备中的其它模块(如射频模块或天线)发送信息，该信息是网络设备发送给终端设备的。
可以理解的是，本申请的实施例中的处理器可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件，硬件部件或者其任意组合。通用处理器可以是微处理器，也可以是任何常规的处理器。
本申请的实施例中的方法步骤可以通过硬件的方式来实现，也可以由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器、可擦除可编程只读存储器、电可擦除可编程只读存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于网络设备或终端设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于网络设备或终端设备中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机程序或指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序或指令时，全部或部分地执行本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、网络设备、用户设备或者其它可编程装置。所述计算机程序或指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机程序或指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线或无线方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是集成一个或多个可用介质的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，例如，软盘、硬盘、磁带；也可以是光介质，例如，数字视频光盘；还可以是半导体介质，例如，固态硬盘。
在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A,B可以是单数或者复数。在本申请的文字描述中，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；在本申请的公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。
可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。
Claims (10)
1.一种天线子阵列，其特征在于，包括：
m个天线单元，所述m为大于或等于2的整数，所述m个天线单元依次间隔360/m度放置；任意两个相邻的天线单元之间的距离小于0.5倍工作波长。
2.如权利要求1所述的天线子阵列，其特征在于，任意两个相邻的天线单元之间的距离小于或等于0.3倍工作波长。
3.如权利要求1或2所述的天线子阵列，其特征在于，所述天线单元为左旋圆极化天线单元或右旋圆极化天线单元。
4.一种天线阵列，其特征在于，包括：一个或多个如权利要求1或3任一所述的天线子阵列。
5.如权利要求4所述的天线阵列，其特征在于，多个所述天线子阵列中，任意相邻的两个天线子阵列之间的距离的差值小于或等于第一预设值。
6.一种通信设备，其特征在于，包括：一个或多个如权要求4或5所述的天线阵列。
7.一种极化重构的方法，其特征在于，包括：
通信设备根据所述通信设备的传输功率和其它设备的传输功率，确定所述通信设备与其它设备之间的传输矩阵；所述传输矩阵中包括多个传输系数，每个传输系数与所述通信设备中的每个天线单元对应的端口相关联；
所述通信设备确定所述传输矩阵的多个非0特征值中的最大值，确定所述最大值对应的特征向量，所述特征向量包括所述通信设备中的每个天线单元对应的端口的相位值；
所述通信设备根据所述特征向量为所述天线阵列中的天线单元配置相位。
8.一种极化重构的装置，其特征在于，包括：
处理模块，用于根据所述装置与其它设备之间的传输功率，确定所述装置与其它设备之间的传输矩阵；所述传输矩阵中包括多个传输系数，每个传输系数与所述装置中的每个天线单元对应的端口相关联；确定所述传输矩阵的多个非0特征值中的最大值，确定所述最大值对应的特征向量，所述特征向量包括所述装置中的每个天线单元对应的端口的相位值；根据所述特征向量为所述天线阵列中的天线单元配置相位；
收发模块，用于采用配相后的天线阵列与所述其它设备传输信号。
9.一种通信装置，其特征在于，包括处理器和接口电路，所述接口电路用于接收来自所述通信装置之外的其它通信装置的信号并传输至所述处理器，或将来自所述处理器的信号发送给所述通信装置之外的其它通信装置，所述处理器通过逻辑电路或执行代码指令以实现如权利要求7所述的方法。
10.一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计算机程序或指令，当所述计算机程序或指令被通信装置执行时，实现如权利要求7所述的方法。
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