CN117855838B - 一种相控阵天线动态控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及相控阵领域，公开了一种相控阵天线动态控制方法及系统，包括：通过相控阵阵元运行数据采集模块采集各相控阵阵元运行数据，得到通过相控阵阵元的一致性评价的阵元；在阵元动态管理模块建立第一相控阵阵元运行容器和第二相控阵阵元运行容器，阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器和第二相控阵阵元运行容器中阵元运行动态信息，并获取第一相控阵阵元运行容器的阵元使用比率，阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器连接的阵元数量，得到相控阵修正工作参数，根据修正工作参数控制相控阵信号的收发；完成相控阵天线动态控制。通过本发明，通过本发明所提供的技术方案，提高了无线通信系统的性能和灵活性。

Description

一种相控阵天线动态控制方法及系统

技术领域

本发明涉及相控阵领域，具体是一种相控阵天线动态控制方法及系统。

背景技术

相控阵天线是一种能够根据需要动态调整其波束指向的天线。通过改变每个天线元素的相位，可以实现对主波束的波束赋形，从而实现对不同方向的覆盖。然而，现有的相控阵天线动态控制系统通常采用硬件电路或者专用的ASIC（Application-SpecificIntegrated Circuit）实现，这些方法不仅复杂度高，而且灵活性差，难以满足现代无线通信系统对天线动态控制的高要求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种相控阵天线动态控制方法，包括如下步骤：

步骤一，通过相控阵阵元运行数据采集模块采集各相控阵阵元运行数据，相控阵阵元管理模块根据各相控阵阵元运行数据得到各相控阵阵元运行状态，并对各个阵元进行一致性评价，得到通过相控阵阵元的一致性评价的阵元；

步骤二，在阵元动态管理模块建立第一相控阵阵元运行容器和第二相控阵阵元运行容器，将通过相控阵阵元的一致性评价的阵元连接到第一相控阵阵元运行容器，其余阵元连接到第二相控阵阵元运行容器；

步骤三，阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器和第二相控阵阵元运行容器中阵元运行动态信息，并获取第一相控阵阵元运行容器的阵元使用比率，若小于设定比率阈值，进入步骤四，否则，进入步骤六；

步骤四，对第二相控阵阵元运行容器中的阵元进行二次评价，获取通过二次评价的阵元并将通过二次评价的相控阵阵元连接到第一相控阵阵元运行容器，并得到第一相控阵阵元运行容器的阵元动态使用比率，若小于设定比率阈值，进入步骤五；若不小于设定比率阈值，则进入步骤六；

步骤五，阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器连接的阵元数量，得到相控阵修正工作参数，根据修正工作参数控制相控阵信号的收发；

步骤六，完成相控阵天线动态控制。

进一步的，所述的通过相控阵阵元运行数据采集模块采集各相控阵阵元运行数据，相控阵阵元管理模块根据各相控阵阵元运行数据得到各相控阵阵元运行状态，并对各个阵元进行一致性评价，包括：

所述的相控阵阵元运行数据包括工作温度、信号输出相位以及输出信号波动；其中所述的输出信号波动为在设定的采集周期内，输出信号峰值的差值；

所述的对各个阵元进行一致性评价为：在设定的评价周期内，通过测试信号，得到各个相控阵阵元的输出信号峰值的差值，差值幅度在设定波动幅度阈值范围内，则通过一致性评价。

进一步的，所述的获取第一相控阵阵元运行容器的阵元使用比率，包括：

阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器连接的各个阵元的状态，并且根据设定的测试周期，对第一相控阵阵元运行容器连接的各个阵元进行周期性一致性评价，一致性评价未通过的阵元，从第一相控阵阵元运行容器连接到第二相控阵阵元运行容器，同时计算第一相控阵阵元运行容器的阵元使用比率，所述的第一相控阵阵元运行容器中的使用中的阵元与全部阵元的比值，为第一相控阵阵元运行容器的使用比率。

进一步的，所述的阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器连接的阵元数量，得到相控阵修正工作参数，根据修正工作参数控制相控阵信号的收发，包括：

根据第一相控阵阵元运行容器连接的阵元数量得到相控阵天线的修正发射功率，根据得到相控阵天线的修正发射功率，进行信号的发射控制。

一种相控阵天线动态控制系统，包括相控阵，应用所述的一种相控阵天线动态控制方法，包括：云端数据服务器、相控阵阵元管理模块、相控阵阵元运行数据采集模块、阵元动态管理模块和数据处理模块；

所述的相控阵阵元管理模块、相控阵阵元运行数据采集模块、阵元动态管理模块分别与所述的数据处理模块连接；所述的云端数据服务器与所述的阵元动态管理模块连接。

优选的，所述的云端数据服务器用于存储相控阵的阵元基础信息，以及对相控阵进行相位校准。

优选的，所述的阵元动态管理模块包括相控阵阵元运行容器管理模块，所述的相控阵阵元运行容器池管理模块用与生成相控阵阵元运行容器。

本发明的有益效果是：通过本发明所提供的技术方案，提高了无线通信系统的性能和灵活性。同时，由于采用了软件化的方式实现相控阵天线的动态控制，使得系统的复杂度和成本大大降低。

附图说明

图1为一种相控阵天线动态控制方法的流程示意图；

图2为一种相控阵天线动态控制系统的原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1所示，一种相控阵天线动态控制方法，包括如下步骤：

步骤一，通过相控阵阵元运行数据采集模块采集各相控阵阵元运行数据，相控阵阵元管理模块根据各相控阵阵元运行数据得到各相控阵阵元运行状态，并对各个阵元进行一致性评价，得到通过相控阵阵元的一致性评价的阵元；

步骤二，在阵元动态管理模块建立第一相控阵阵元运行容器和第二相控阵阵元运行容器，将通过相控阵阵元的一致性评价的阵元连接到第一相控阵阵元运行容器，其余阵元连接到第二相控阵阵元运行容器；

步骤三，阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器和第二相控阵阵元运行容器中阵元运行动态信息，并获取第一相控阵阵元运行容器的阵元使用比率，若小于设定比率阈值，进入步骤四，否则，进入步骤六；

步骤四，对第二相控阵阵元运行容器中的阵元进行二次评价，获取通过二次评价的阵元并将通过二次评价的相控阵阵元连接到第一相控阵阵元运行容器，并得到第一相控阵阵元运行容器的阵元动态使用比率，若小于设定比率阈值，进入步骤五；若不小于设定比率阈值，则进入步骤六；

步骤五，阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器连接的阵元数量，得到相控阵修正工作参数，根据修正工作参数控制相控阵信号的收发；

步骤六，完成相控阵天线动态控制。

所述的通过相控阵阵元运行数据采集模块采集各相控阵阵元运行数据，相控阵阵元管理模块根据各相控阵阵元运行数据得到各相控阵阵元运行状态，并对各个阵元进行一致性评价，包括：

所述的相控阵阵元运行数据包括工作温度、信号输出相位以及输出信号波动；其中所述的输出信号波动为在设定的采集周期内，输出信号峰值的差值；

所述的对各个阵元进行一致性评价为：在设定的评价周期内，通过测试信号，得到各个相控阵阵元的输出信号峰值的差值，差值幅度在设定波动幅度阈值范围内，则通过一致性评价。

所述的获取第一相控阵阵元运行容器的阵元使用比率，包括：

阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器连接的各个阵元的状态，并且根据设定的测试周期，对第一相控阵阵元运行容器连接的各个阵元进行周期性一致性评价，一致性评价未通过的阵元，从第一相控阵阵元运行容器连接到第二相控阵阵元运行容器，同时计算第一相控阵阵元运行容器的阵元使用比率，所述的第一相控阵阵元运行容器中的使用中的阵元与全部阵元的比值，为第一相控阵阵元运行容器的使用比率。

所述的阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器连接的阵元数量，得到相控阵修正工作参数，根据修正工作参数控制相控阵信号的收发，包括：

根据第一相控阵阵元运行容器连接的阵元数量得到相控阵天线的修正发射功率，根据得到相控阵天线的修正发射功率，进行信号的发射控制。

如图2所示，一种相控阵天线动态控制系统，包括相控阵，应用所述的一种相控阵天线动态控制方法，包括：云端数据服务器、相控阵阵元管理模块、相控阵阵元运行数据采集模块、阵元动态管理模块和数据处理模块；

所述的相控阵阵元管理模块、相控阵阵元运行数据采集模块、阵元动态管理模块分别与所述的数据处理模块连接；所述的云端数据服务器与所述的阵元动态管理模块连接。

所述的云端数据服务器用于存储相控阵的阵元基础信息，以及对相控阵进行相位校准。

所述的阵元动态管理模块包括相控阵阵元运行容器管理模块，所述的相控阵阵元运行容器池管理模块用与生成相控阵阵元运行容器。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种相控阵天线动态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，通过相控阵阵元运行数据采集模块采集各相控阵阵元运行数据，相控阵阵元管理模块根据各相控阵阵元运行数据得到各相控阵阵元运行状态，并对各个阵元进行一致性评价，得到通过相控阵阵元的一致性评价的阵元；

步骤二，在阵元动态管理模块建立第一相控阵阵元运行容器和第二相控阵阵元运行容器，将通过相控阵阵元的一致性评价的阵元连接到第一相控阵阵元运行容器，其余阵元连接到第二相控阵阵元运行容器；

步骤三，阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器和第二相控阵阵元运行容器中阵元运行动态信息，并获取第一相控阵阵元运行容器的阵元使用比率，若小于设定比率阈值，进入步骤四，否则，进入步骤六；

步骤四，对第二相控阵阵元运行容器中的阵元进行二次评价，获取通过二次评价的阵元并将通过二次评价的相控阵阵元连接到第一相控阵阵元运行容器，并得到第一相控阵阵元运行容器的阵元动态使用比率，若小于设定比率阈值，进入步骤五；若不小于设定比率阈值，则进入步骤六；

步骤五，阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器连接的阵元数量，得到相控阵修正工作参数，根据修正工作参数控制相控阵信号的收发；

步骤六，完成相控阵天线动态控制；

所述的通过相控阵阵元运行数据采集模块采集各相控阵阵元运行数据，相控阵阵元管理模块根据各相控阵阵元运行数据得到各相控阵阵元运行状态，并对各个阵元进行一致性评价，包括：

所述的相控阵阵元运行数据包括工作温度、信号输出相位以及输出信号波动；其中所述的输出信号波动为在设定的采集周期内，输出信号峰值的差值；

所述的对各个阵元进行一致性评价为：在设定的评价周期内，通过测试信号，得到各个相控阵阵元的输出信号峰值的差值，差值幅度在设定波动幅度阈值范围内，则通过一致性评价。

2.根据权利要求1所述的一种相控阵天线动态控制方法，其特征在于，所述的获取第一相控阵阵元运行容器的阵元使用比率，包括：

阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器连接的各个阵元的状态，并且根据设定的测试周期，对第一相控阵阵元运行容器连接的各个阵元进行周期性一致性评价，一致性评价未通过的阵元，从第一相控阵阵元运行容器连接到第二相控阵阵元运行容器，同时计算第一相控阵阵元运行容器的阵元使用比率，所述的第一相控阵阵元运行容器中的使用中的阵元与全部阵元的比值，为第一相控阵阵元运行容器的使用比率。

3.根据权利要求2所述的一种相控阵天线动态控制方法，其特征在于，所述的阵元动态管理模块获取第一相控阵阵元运行容器连接的阵元数量，得到相控阵修正工作参数，根据修正工作参数控制相控阵信号的收发，包括：

根据第一相控阵阵元运行容器连接的阵元数量得到相控阵天线的修正发射功率，根据得到相控阵天线的修正发射功率，进行信号的发射控制。

4.一种相控阵天线动态控制系统，包括相控阵，其特征在于，应用权利要求1-3任一所述的一种相控阵天线动态控制方法，包括：云端数据服务器、相控阵阵元管理模块、相控阵阵元运行数据采集模块、阵元动态管理模块和数据处理模块；

所述的相控阵阵元管理模块、相控阵阵元运行数据采集模块、阵元动态管理模块分别与所述的数据处理模块连接；所述的云端数据服务器与所述的阵元动态管理模块连接。

5.根据权利要求4所述的一种相控阵天线动态控制系统，其特征在于，所述的云端数据服务器用于存储相控阵的阵元基础信息，以及对相控阵进行相位校准。

6.根据权利要求4所述的一种相控阵天线动态控制系统，其特征在于，所述的阵元动态管理模块包括相控阵阵元运行容器管理模块，所述的相控阵阵元运行容器池管理模块用与生成相控阵阵元运行容器。