CN115580339B - 一种天线波束扫描方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线波束扫描方法、装置、电子设备和存储介质。其中，该方法包括：获取天线的工作参数，并确定所述天线的工作波长；按照所述工作参数、所述工作波长以及所述天线的空间几何关系确定空程相位校准误差；基于所述空程相位校准误差校正所述天线的波束扫描相位；根据所述波束扫描相位控制所述天线进行波束扫描。本发明实施例实现了天线空程相位误差的矫正，提高天线波束指向的精准度，可提高卫星通信天线的通信性能。

Description

一种天线波束扫描方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种天线波束扫描方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

在卫星相控天线领域中，为了降低载体的剖面高度，目前采用了两种方式，一种是二维天线相控阵天线技术，另一种为一维相控阵天线技术。其中，二维相控阵天线在天线的方位面和俯仰面都进行电子波束扫描，而一维相控阵天线在俯仰面进行了电子波束扫描，而在方位面采用的是机械扫描。二维相控矩阵天线波束扫描灵活，但是随着波束扫描角的增大，天线增益下降过快，为了保证同样的通信速率和质量，需要加大天线面积才能达到使用的需求。而一维相控阵天线在电扫俯仰面的波束扫描范围比二维相控阵天线大，但是随着扫描角度的增大，一维相控阵天线的子阵间的空程相位误差增大，导致波束扫描角度的误差越来越多，在严重时甚至影响用户通信使用。有鉴于此，需要一种的天线波束扫描方法来降低波束扫描过程中的相位误差，以达到波束扫描角度的使用要求。

发明内容

本发明提供了一种天线波束扫描方法、装置、电子设备和存储介质，以实现天线空程相位误差的矫正，提高天线波束指向的精准度，可提高卫星通信天线的通信性能。

根据本发明的一方面，提供了一种天线波束扫描方法，其中，该方法包括：

获取天线的工作参数，并确定所述天线的工作波长；

按照所述工作参数、所述工作波长以及所述天线的空间几何关系确定空程相位校准误差；

基于所述空程相位校准误差校正所述天线的波束扫描相位；

根据所述波束扫描相位控制所述天线进行波束扫描。

根据本发明的另一种方面，提供了一种天线波束扫描装置，其中，该装置包括：

状态参数模块，用于获取天线的工作参数，并确定所述天线的工作波长；

误差确定模块，用于按照所述工作参数、所述工作波长以及所述天线的空间几何关系确定空程相位校准误差；

误差矫正模块，用于基于所述空程相位校准误差校正所述天线的波束扫描相位；

波束扫描模块，用于根据所述波束扫描相位控制所述天线进行波束扫描。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的天线波束扫描方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的天线波束扫描方法。

本发明实施例的技术方案，通过获取天线的工作参数，并按照该工作参数确定工作波长，通过天线的空间几何关系确定工作参数以及工作波长下的空程相位校准误差，按照该空程相位校准误差校正天线的波束扫描相位，按照该波束扫描相位控制天线进行波束扫描，实现了天线空程相位误差的矫正，提高天线波束指向的精准度，可提高卫星通信天线的通信性能。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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是根据本发明实施例一提供的一种天线波束扫描方法的流程图；

图2a是根据本发明实施例提供的一维相控卫星天线子阵布局示意图；

图2b是根据本发明实施例提供的一维相控卫星天线子阵布局示意图；

图3是根据本发明实施例二提供的一种天线波束扫描方法的流程图；

图4是根据本发明实施例二提供的一种天线空间几何关系的示例图；

图5是根据本发明实施例三提供的一种天线波束扫描方法的示例图；

图6是根据本发明实施例三提供的一种天线相位校准基准区域的示例图；

图7是根据本发明实施例四提供的一种天线波束扫描装置的结构示意图；

图8是实现本发明实施例的天线波束扫描方法的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1为本发明实施例一提供了一种天线波束扫描方法的流程图，本实施例可适用于一维相控天线波束扫描控制的情况，该方法可以由天线波束扫描装置来执行，该天线波束扫描装置可以采用硬件和/或软件的形式实现。如图1所示，该方法包括：

步骤110、获取天线的工作参数，并确定天线的工作波长。

其中，工作参数可以是反映天线所处工作状态的信息，可以包括工作频率、天线波束扫描角度、天线俯仰面单元间距、子阵板俯仰面长度、天线子阵板间垂直距离等。工作波长可以是天线接收或发送的波束的波长，波长可以通过天线的工作参数确定。

在本发明实施例中，可以采集天线的天线工作参数，该天线可以具体为一维相控天线，可以由一个或多个天线子阵组成，每个天线子阵内可以包括一个或多个子阵板。

在一个示例性的实施方式中，参见图2a和2b，本发明实施例提供的天线可以由8个天线子阵组成，不同天线子阵的俯仰方向的长度为L1，不同的天线子阵之间的水平距离可以为L2，天线子阵于水平面的倾斜角可以为α，天线波束扫描的最大角度可以为θ，可以理解的是，每个天线子阵可以包括一个或多个个子阵板，例如，图2b示出了一种一维相控天线，该天线的天线子阵8可以包括3个子阵板，各子阵板之间的子阵板行间距为da。

在本发明实施例中，可以采集天线的工作参数，以及确定天线的工作波长，天线的工作波长可以通过天线的工作频率确定，该工作频率可以通过预先配置或者实时采集的方式获取。在一个示例性的实施方式中，可以采集天线的工作频率作为工作参数，可以按照该工作频率计算工作波长。

步骤120、按照工作参数、工作波长以及天线的空间几何关系确定空程相位校准误差。

其中，空间几何关系可以是天线内不同天线子阵之间的相对位置关系确定的对应关系，空间几何关系可以通过数学公式或图形等方式表示，在一个示例性的实施方式中，空间几何关系可以包括不同天线子阵的天线俯仰面单元间距、子阵板俯仰面长度、天线子阵板间垂直距离等信息。空程相位校准误差可以是由于天线的不同位置的天线子阵相对于卫星或者信号发射端的移动存在滞后而引起的误差，空程相位校准误差可以用于校准天线子阵的相位数据。

在本发明实施例中，可以按照预先获取到的工作参数以及工作波长确定在天线对应的空间几何关系下确定出天线的空程相位校准误差，可以理解的是，该空程相位校准误差可以具体为一个校准误差集，天线内不同位置的天线子阵由于相对于卫星或信号发射端的距离可以存在各自的空程相位校准误差。在一个示例性的实施方式中，参见图2a，假设卫星位于天线子阵8的上方，卫星在相对于天线移动时，由于天线子阵1处于天线子阵8的左侧，两个天线子阵的移动不同步，两者的移动存在一定的误差，该误差也即空程相位校准误差，该空程相位校准误差可以受到天线的工作状态、工作波长以及空间几何关系的影响，可以通过工作状态、工作波长以及空间几何关系确定天线的空程相位误差。

步骤130、基于空程相位校准误差校正天线的波束扫描相位。

其中，天线的波束扫描相位可以为天线发射或接收信号使用的相位，该相位存在空程相位误差。

在本发明实施例中，在确定天线的空程相位校准误差后，可以通过空程相位校准误差对天线的波束扫描相位进行校正，以消除天线的波束扫描相位内的空程误差，从而使得天线阵列在波束扫描时波束指向更精准。

步骤140、根据波束扫描相位控制天线进行波束扫描。

在本发明实施例，可以按照确定出的波束扫描相位进行波束扫描，消除波束扫描过程中由于天线子阵的空程引起的误差，可提高波束扫描的精度。在一个示例性的实施方式中，可以将波束扫描相位输入到天线的子阵移相器，使得天线按照波束扫描相位进行波束扫描。

本发明实施例，通过采集天线的工作参数，并确定工作参数对应的工作波长，按照天线的空间几何关系确定工作参数以及工作波长对应的空程相位校准误差，通过空程相位校准误差矫正天线的波束扫描相位，按照波束扫描相位控制天线进行波束扫描，实现了天线空程相位误差的矫正，提高天线波束指向的精准度，可提高卫星通信天线的通信性能。

实施例二

图3是根据本发明实施例二提供的一种天线波束扫描方法的流程图，本发明实施例是在上述发明实施例基础上的具体化，参见图3，本发明实施例提供的方法具体包括如下步骤：

步骤210、读取天线的工作参数，其中，工作参数包括工作频率、天线波束扫描角度、天线俯仰面单元间距、子阵板俯仰面长度、天线子阵板间垂直距离。

在本发明实施例中，可以读取天线的工作频率、天线波束扫描角度、天线俯仰面单元间距、子阵板俯仰面长度、天线子阵板间垂直距离等信息作为工作参数，其中，工作频率可以是天线发射波束的频率，天线波束扫描角度可以为进行波束扫描过程中最大角度，天线俯仰面单元间距可以是天线子阵在俯仰面方向上的间距，子阵板俯仰面长度可以是天线子阵板在俯仰面方向上的长度，天线子阵板间垂直距离可以为不同的天线子阵之间的垂直距离,

步骤220、按照预设频率波长对应关系确定工作频率对应的工作波长。

其中，预设频率波长对应关系可以是工作频率与工作波长之间的对应关系，预设频率波长对应关系可以预先存储在本地，预设频率波长对应关系可以使用公式的方式进行描述。

在本发明实施例中，可以获取预设频率波长对应关系，并按照该预设频率波长对应关系将工作频率转换为工作波长。在一个示例性的实施方式中，预设频率波长对应关系具体表示为如下公式：

工作波长其中，lambda代表工作波长，f表示工作频率；

可以获取到的工作频率代入上式确定出工作波长。

步骤230、按照天线子阵板垂直距离、天线波束扫描角度、天线俯仰面长度在空间几何关系内确定天线子阵波束扫描等效间距。

其中，天线子阵波束扫描等效间距可以是天线波束在进行扫描时不同天线子阵在波束扫描方向上的实际距离值，图4示出了一种天线的空间几何关系的示例图，在该图中天线进行波束扫描时，波束扫描角度为TH，相邻两个天线子阵阵板中心O1到O2的距离为X，相邻两天线子阵板在波束扫描时的天线子阵波束扫描等效间距为d2，也即图中示出的O2P的长度。

在本发明实施例中，可以将获取到的天线子阵板垂直距离、天线波束扫描角度以及天线俯仰面长度代入天线的空间几何关系内，通过几何运算确定出天线子阵波束扫描等效间距。示例性的，在图4示出的空间几何关系中，天线子阵波束扫描等效间距的确定过程可以包括如下：

在直角三角性O1O2M和O1O2P中，可得：

O2P＝d²

则：

又在直角三角形O1PO2中，

则：d₂＝X*cos∠O1O2P

在此基础上可以推导d2的确定公式为：

其中，天线子阵波束扫描等效间距为d2，天线子阵在俯仰方向的长度为L1，天线子阵间垂直间距为d，波束扫描角度为TH。

步骤240、在工作波长的情况下根据天线子阵波束扫描等效间距与天线子阵板间垂直距离的差值确定空程相位误差。

在本发明实施例中，可以确定天线子阵波束扫描等效间距与天线子阵板间垂直距离的差值，可以基于该差值以及工作波长确定出不同天线子阵间的空程相位误差。

步骤250、读取天线的每个天线子阵的初始相位数据。

在本发明实施例中，可以针对天线的各天线子阵读取各自对应的初始相位数据。

步骤260、根据天线子阵间的空间几何关系以及空程相位误差分别确定每个天线子阵的需校正空程相位误差。

其中，需校正空程相位误差可以是每个天线子阵相较于基准天线子阵的空程误差的累积值，该基准天线子阵可以是在俯仰面上最接近卫星的天线子阵，例如，可以是位于天线边缘部位的天线子阵。

在本发明实施例中，可以按照空间几何关系分别确定出天线子阵在空间内所处的位置，可以按照该位置确定不同的天线子阵各自对应的空程相位误差的累积值作为需校正空程相位误差。参见图2a，天线子阵8可以为基准子阵，卫星可以位于天线子阵8的上方，天线子阵7在俯仰面上落后天线子阵8的距离为d，天线子阵6在俯仰面上落后天线子阵8的距离为2d，依次类推，天线子阵1在俯仰面上落后天线子阵8的距离为7d,在卫星运动时，不同的天线子阵具有不同的需校正空程相位误差，可以按照天线空间几何关系确定出不同的天线子阵落后天线子阵8的距离，可以按照各自对应的距离确定各天线子阵的需校正空程相位误差。

步骤270、将每个天线子阵的需校正空程相位误差与每个天线子阵的初始相位数据之和作为各天线子阵的波束扫描相位。

在本发明实施例中，针对各天线子阵分别采用各自对应的需校正空程相位误差校正自己的初始相位数据作为波束扫描相位，可以将各天线子阵的需矫正空程相位误差与各天线子阵的初始相位数据的和作为波束扫描相位，使得各天线子阵的波束方式更加精确。

步骤280、根据波束扫描相位控制天线进行波束扫描。

本发明实施例，通过读取天线工作参数，按照预设频率波长对应关系将工作参数中的工作频率转换为工作波长，按照空间几何关系以及天线子阵板垂直距离、天线波束扫描角度、天线俯仰面长度确定天线子阵波束扫描等效间距，确定天线子阵波束扫描等效间距与天线子阵板间垂直距离的差值，按照该差值确定空程相位误差并按照空间几何关系确定各子阵的需校正空程相位误差，获取各天线子阵的初始相位数据，针对各天线子阵的初始相位数据使用各自的需校正空程相位误差校正为各天线子阵的波束扫描相位，按照该波束扫描相位进行波束扫描，实现了天线空程相位误差的矫正，提高天线波束指向的精准度，可提高卫星通信天线的通信性能。

进一步的，在上述发明实施例的基础上，空程相位误差通过下述对应关系确定：

空程相位误差

其中,所述d₂为所述天线子阵波束扫描等效间距，所述d₁为所述天线子阵板间垂直距离，所述lambda为所述工作波长，所述fix为取整函数。

在本发明实施例中，空程相位误差可以通过天线子阵波束扫描等效间距、天线子阵板间垂直距离、工作波长确定，具体可以通过确定。

进一步的，在上述发明实施例的基础上，根据天线子阵间的空间几何关系以及所述空程相位误差、所述每个天线子阵的所述初始相位数据分别确定所述每个天线子阵的需校正空程相位误差，包括：

确定所述天线的基准天线子阵；在所述空间几何关系内根据所述天线子阵分别与基准天线子阵的垂直距离确定距离系数；根据所述空程相位误差与所述距离系数的乘积以及所述每个天线子阵的所述初始相位数据分别确定所述每个天线子阵的需校正空程相位误差。

其中，基准天线子阵可以为在俯仰面上最接近卫星或信号发射端的天线子阵，基准天线子阵可以为于天线的阵板的边缘位置。子阵板数量可以是每个天线子阵内包括的子阵板的数量，可以理解的是，子阵板数量可以为天线中某一行或某一列天线阵板的数量。

在本发明实施例中，可以在天线的阵板边缘位置选择一个天线子阵作为基准天线子阵，可以按照天线的空间几何关系根据天线子阵与基准天线子阵的垂直距离确定距离系数，该垂直距离可以为天线法向上的距离，可以通过垂直距离确定出距离系数，例如，可以将垂直距离乘以一个系数值作为距离系数，该系数值可以预先配置。可以将空程相位误差与距离系数的乘积以及每个天线子阵的初始相位数据来确定不同天线子阵的需校正空程相位误差。

进一步的，在上述发明实施例的基础上，需校正空程相位误差通过下述关系确定：

需校正空程相位误差

其中，所述n为所述子阵板数量，所述d_a为每个子阵板行间距，所述lambda为工作波长，所述TH为天线波束扫描角度，所述M*μ*XJ_FAI为距离系数。

实施例三

图5是根据本发明实施例三提供的一种天线波束扫描方法的示例图，参见图5，本发明实施例提供的天线波束扫描方法具体可以包括如下步骤：

步骤1：可以读取天线的工作频率f、天线波束扫描角度TH、天线俯仰面单元距离d_a，子阵板俯仰面长度L1以及天线子阵板间垂直距离d1。

步骤2：确定工作波长、基准参考相位、以及天线子阵波束扫描等效间距，按照工作波长、基准参考相位以及天线子阵波束扫描等效间距确定各天线子阵的空程相位误差。基于确定工作波长，其中，lambda代表工作波长，f表示工作频率；通过公式 确定基准参考相位，其中，基准参考相位为fai_d1，fix()为取整函数；通过公式确定天线子阵波束扫描等效间距d2，其中，天线子阵波束扫描等效间距为d2，天线子阵在俯仰方向的长度为L1，天线子阵间垂直间距为d，波束扫描角度为TH；以及通过公式确定空程相位误差。

步骤3：读取各天线子阵的初始相位数据p(n)；

步骤4：相位空程矫正计算，以图2a示出的天线为例，天线子阵的校正后相位数据分别为fai_Ti，其中，i＝0、1、2、……、7，各天线子阵的相位空程校正可以通过下式确定：

fai_Ti＝((n-1)*2*π*d_a*sin(TH)/lamdba)*180/π+p(n)-XJ_FAI*(i)。

步骤5：将校准后相位数据fai_T0至fai_T7重新写入各子阵移相器以控制波束扫描。

空程相位矫正后，其相位矫正基准曲线，以阵列天线扫描±60°为例，其校正基准曲线如图6所示，相位矫正补偿方法以波束扫描20度为例，其校准相位为18°在图2a中示出的7号天线板至1号天线板，依次矫正补偿相位为18°、36°、54°、72°、90°、108°、126°。

本发明实施例可以实现对一维相控阵天线在波束扫描时对空程误差引起相位的进行校准，可以使天线阵列在扫描时波束指向更精准，能大幅提高卫星通信天线的性能。

实施例三

图7是根据本发明实施例四提供的一种天线波束扫描装置的结构示意图。如图7所示，该装置包括：状态参数模块301、误差确定模块302、误差矫正模块303和波束扫描模块304。

状态参数模块301，用于获取天线的工作参数，并确定所述天线的工作波长。

误差确定模块302，用于按照所述工作参数、所述工作波长以及所述天线的空间几何关系确定空程相位校准误差。

误差矫正模块303，用于基于所述空程相位校准误差校正所述天线的波束扫描相位。

波束扫描模块304，用于根据所述波束扫描相位控制所述天线进行波束扫描。

本发明实施例，通过状态参数模块获取天线的工作参数，并按照该工作参数确定工作波长，误差确定模块通过天线的空间几何关系确定工作参数以及工作波长下的空程相位校准误差，误差矫正模块按照该空程相位校准误差矫正波束扫描相位，波束扫描模块按照该波束扫描相位控制天线进行波束扫描，实现了天线空程相位误差的矫正，提高天线波束指向的精准度，可提高卫星通信天线的通信性能。

进一步的，在上述发明实施例的基础上，状态参数模块301包括：

参数读取单元，用于读取所述天线的所述工作参数，其中，所述工作参数包括工作频率、天线波束扫描角度、天线俯仰面单元间距、子阵板俯仰面长度、天线子阵板间垂直距离。

波长确定单元，用于按照预设频率波长对应关系确定所述工作频率对应的所述工作波长。

进一步的，在上述发明实施例的基础上，误差确定模块302包括：

等效间距单元，用于按照所述天线子阵板垂直距离、所述天线波束扫描角度、所述天线俯仰面长度在所述空间几何关系内确定天线子阵波束扫描等效间距。

误差确定单元，用于在所述工作波长的情况下根据所述天线子阵波束扫描等效间距与所述天线子阵板间垂直距离的差值确定所述空程相位误差。

进一步的，在上述发明实施例的基础上，空程相位误差通过下述对应关系确定：

所述空程相位误差

其中,所述d₂为所述天线子阵波束扫描等效间距，所述d₁为所述天线子阵板间垂直距离，所述lambda为所述工作波长，所述fix为取整函数。

进一步的，在上述发明实施例的基础上，误差矫正模块303包括：

相位读取单元，用于读取所述天线的每个天线子阵的初始相位数据。

误差累积单元，用于根据天线子阵间的空间几何关系以及所述空程相位误差分别确定所述每个天线子阵的需校正空程相位误差。

校正执行单元，用于将所述每个天线子阵的需校正空程相位误差与所述每个天线子阵的初始相位数据之和作为各所述天线子阵的波束扫描相位。

进一步的，在上述发明实施例的基础上，误差累积单元具体用于：确定所述天线的基准天线子阵；在所述空间几何关系内根据所述天线子阵分别与基准天线子阵的垂直距离确定距离系数；根据所述空程相位误差与所述距离系数的乘积确定所述每个天线子阵的需校正空程相位误差。

进一步的，在上述发明实施例的基础上，需校正空程相位误差通过下述关系确定：

所述需校正空程相位误差

其中，所述n为所述每个子阵板的行数，所述d_a为所述每个子阵板行间距，所述lambda为所述工作波长，所述TH为所述天线波束扫描角度，所述M*μ为距离系数。

本发明实施例所提供的天线波束扫描装置可执行本发明任意实施例所提供的天线波束扫描方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图8是实现本发明实施例的天线波束扫描方法的电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图8所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如天线波束扫描方法。

在一些实施例中，天线波束扫描方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的天线波束扫描方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行天线波束扫描方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (8)

1.一种天线波束扫描方法，其特征在于，所述方法包括：

获取天线的工作参数，并确定所述天线的工作波长；

按照所述工作参数、所述工作波长以及所述天线的空间几何关系确定空程相位校准误差；

基于所述空程相位校准误差校正所述天线的波束扫描相位；

根据所述波束扫描相位控制所述天线进行波束扫描；

所述获取天线的工作参数，并确定所述天线的工作波长，包括：

读取所述天线的所述工作参数，其中，所述工作参数包括工作频率、天线波束扫描角度、天线俯仰面单元间距、子阵板俯仰面长度、天线子阵板间垂直距离；

按照预设频率波长对应关系确定所述工作频率对应的所述工作波长；

所述按照所述工作参数、所述工作波长以及所述天线的空间几何关系确定空程相位校准误差，包括：

按照所述天线子阵板垂直距离、所述天线波束扫描角度、所述天线俯仰面长度在所述空间几何关系内确定天线子阵波束扫描等效间距；

在所述工作波长的情况下根据所述天线子阵波束扫描等效间距与所述天线子阵板间垂直距离的差值确定所述空程相位校准误差。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述空程相位校准误差通过下述对应关系确定：

所述空程相位校准误差

其中,所述d₂为所述天线子阵波束扫描等效间距，所述d₁为所述天线子阵板间垂直距离，所述lambda为所述工作波长，所述fix为取整函数。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述基于所述空程相位校准误差校正天线的波束扫描相位，包括：

读取所述天线的每个天线子阵的初始相位数据；

根据天线子阵间的空间几何关系以及所述空程相位校准误差分别确定所述每个天线子阵的需校正空程相位误差；

将所述每个天线子阵的需校正空程相位误差与所述每个天线子阵的初始相位数据之和作为各所述天线子阵的波束扫描相位。

4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述根据天线子阵间的空间几何关系以及所述空程相位校准误差、所述每个天线子阵的所述初始相位数据分别确定所述每个天线子阵的需校正空程相位误差，包括：

确定所述天线的基准天线子阵；

在所述空间几何关系内根据所述天线子阵分别与基准天线子阵的垂直距离确定距离系数；

根据所述空程相位校准误差与所述距离系数的乘积确定所述每个天线子阵的需校正空程相位误差。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，所述需校正空程相位误差通过下述关系确定：

所述需校正空程相位误差

其中，所述n为所述每个子阵板的行数，所述d_a为所述每个子阵板行间距，所述lambda为所述工作波长，所述TH为所述天线波束扫描角度，所述M*μ为距离系数。

6.一种天线波束扫描装置，其特征在于，所述装置包括：

状态参数模块，用于获取天线的工作参数，并确定所述天线的工作波长；

误差确定模块，用于按照所述工作参数、所述工作波长以及所述天线的空间几何关系确定空程相位校准误差；

误差矫正模块，用于基于所述空程相位校准误差校正所述天线的波束扫描相位；

波束扫描模块，用于根据所述波束扫描相位控制所述天线进行波束扫描；

所述状态参数模块包括：

参数读取单元，用于读取所述天线的所述工作参数，其中，所述工作参数包括工作频率、天线波束扫描角度、天线俯仰面单元间距、子阵板俯仰面长度、天线子阵板间垂直距离；

波长确定单元，用于按照预设频率波长对应关系确定所述工作频率对应的所述工作波长；

所述误差确定模块还包括：

等效间距单元，用于按照所述天线子阵板垂直距离、所述天线波束扫描角度、所述天线俯仰面长度在所述空间几何关系内确定天线子阵波束扫描等效间距；

误差确定单元，用于在所述工作波长的情况下根据所述天线子阵波束扫描等效间距与所述天线子阵板间垂直距离的差值确定所述空程相位校准误差。

7.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-5中任一项所述的天线波束扫描方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现权利要求1-5中任一项所述的天线波束扫描方法。