一种基于天线阵列的波束合成系统及其控制方法与流程

本申请涉及天线的，尤其涉及一种基于天线阵列的波束合成系统及其控制方法。

背景技术：

1、天线阵列的波束合成是无线通信和雷达系统中的关键技术，它涉及通过协调多个天线单元来集中或导向无线能量。天线阵列的波束合成技术广泛应用于卫星通信、无线网络、雷达探测、无线传感器网络等多个领域。

2、为了保障天线阵列合成波束的准确性，一般采用动态反馈机制来监测合成波束的性能，以便于保障合成波束的准确。但是，持续进行的合成波束的监测和反馈会带来监测处理资源的浪费。

技术实现思路

1、本申请提供了一种基于天线阵列的波束合成系统及其控制方法，其能够以较低成本实现合成波束的动态反馈。

2、第一方面，本申请提供了一种基于天线阵列的波束合成系统的控制方法。应用于波束合成系统的监测控制模块，所述波束合成系统还包括波束合成模块和合成监测模块；

3、所述波束合成模块用于基于天线阵列形成合成波束；

4、所述合成监测模块用于在启动时获取合成波束和理想波束在每个维度的合成偏差量；

5、所述控制方法包括：

6、获取当前时刻之前合成偏差量，所述合成偏差量携带有时间戳；

7、相对每个维度，根据所述合成偏差量确定一监测间隔分量；

8、根据所有所述监测间隔分量确定监测间隔时长，所述监测间隔时长用于控制合成监测模块，所述合成监测模块最近一次启动的时刻与下一次启动的时刻之间的时长为所述监测间隔时长。

9、通过采用上述技术方案，该方法能够智能确定合成波束的监测和反馈时长，既能够可靠保障合成波束的准确，又有利于避免持续进行的监测行为带来的监测处理资源的浪费，从而实现较低成本的合成波束的动态反馈。

10、进一步地，所述合成偏差量等于合成波束的维度参数减去理想波束的维度参数；

11、所述相对每个维度，根据所述合成偏差量确定一监测间隔分量包括：

12、；

13、式中，t表示监测间隔分量，表示最近一个合成偏差量，分别表示预设偏差范围的范围下限和范围上限，表示预设间隔时长，表示z取x和y中的最小值，v表示预获取的预期偏差变化速度。

14、进一步地，所述预期偏差变化速度的获取方法包括：

15、；

16、式中，表示近预设数量个合成偏差量反映的偏差平均变化速度，表示根据预设时长内合成偏差量计算的速度影响系数。

17、进一步地，所述偏差平均变化速度的获取方法包括：

18、设预设数量为m，第i个合成偏差量为，第i个合成偏差量携带的时间戳为，i越大距离当前时刻越远，则。

19、进一步地，所述速度影响系数的获取方法包括：

20、设当前时刻之前预设时长内有n个合成偏差量，第i个合成偏差量为，第i个合成偏差量携带的时间戳为，i越大距离当前时刻越远；

21、根据每相邻两个合成偏差量计算一偏差量变化速度，偏差量变化速度共有n-1个，第i个偏差量变化速度为，最近一个偏差量变化速度为，则；

22、判断的符号是否均大于0或者均不大于0；

23、若是，则，否则，式中，p为大于0的的数量，q为不大于0的的数量，，a、b均为预设的正实数。

24、第二方面本申请提供了一种基于天线阵列的波束合成系统。所述波束合成系统包括波束合成模块、合成监测模块和监测控制模块；

25、所述波束合成模块用于基于天线阵列形成合成波束；

26、所述合成监测模块用于在启动时获取合成波束和理想波束在每个维度的合成偏差量；

27、所述监测控制模块被配置为：

28、获取当前时刻之前合成偏差量，所述合成偏差量携带有时间戳；

29、相对每个维度，根据所述合成偏差量确定一监测间隔分量；

30、根据所有所述监测间隔分量确定监测间隔时长，所述监测间隔时长用于控制合成监测模块，所述合成监测模块最近一次启动的时刻与下一次启动的时刻之间的时长为所述监测间隔时长。

31、进一步地，所述合成偏差量等于合成波束的维度参数减去理想波束的维度参数；

32、所述监测控制模块被进一步配置为，所述相对每个维度，根据所述合成偏差量确定一监测间隔分量包括：

33、；

34、式中，t表示监测间隔分量，表示最近一个合成偏差量，分别表示预设偏差范围的范围下限和范围上限，表示预设间隔时长，表示z取x和y中的最小值，v表示预获取的预期偏差变化速度。

35、进一步地，所述监测控制模块被进一步配置为，所述预期偏差变化速度的获取方法包括：

36、；

37、式中，表示近预设数量个合成偏差量反映的偏差平均变化速度，表示根据预设时长内合成偏差量计算的速度影响系数。

38、进一步地，所述监测控制模块被进一步配置为，所述偏差平均变化速度的获取方法包括：

39、设预设数量为m，第i个合成偏差量为，第i个合成偏差量携带的时间戳为，i越大距离当前时刻越远，则。

40、进一步地，所述监测控制模块被进一步配置为，所述速度影响系数的获取方法包括：

41、设当前时刻之前预设时长内有n个合成偏差量，第i个合成偏差量为，第i个合成偏差量携带的时间戳为，i越大距离当前时刻越远；

42、根据每相邻两个合成偏差量计算一偏差量变化速度，偏差量变化速度共有n-1个，第i个偏差量变化速度为，最近一个偏差量变化速度为，则；

43、判断的符号是否均大于0或者均不大于0；

44、若是，则，否则，式中，p为大于0的的数量，q为不大于0的的数量，，a、b均为预设的正实数。

45、综上所述，本申请至少包含以下有益效果：

46、提供了一种基于天线阵列的波束合成系统及其控制方法，其能够以较低成本实现合成波束的监测，且监测方案有利于保障合成波束较高的可靠性。

47、应当理解，技术实现要素：部分中所描述的内容并非旨在限定本申请的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本申请的范围。本申请的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

技术特征：

1.一种基于天线阵列的波束合成系统的控制方法，其特征在于，应用于波束合成系统的监测控制模块（130），所述波束合成系统还包括波束合成模块（110）和合成监测模块（120）；

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述合成偏差量等于合成波束的维度参数减去理想波束的维度参数；

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述预期偏差变化速度的获取方法包括：

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述偏差平均变化速度的获取方法包括：

5.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述速度影响系数的获取方法包括：

6.一种基于天线阵列的波束合成系统，其特征在于，包括波束合成模块（110）、合成监测模块（120）和监测控制模块（130）；

7.根据权利要求6所述的波束合成系统，其特征在于，所述合成偏差量等于合成波束的维度参数减去理想波束的维度参数；

8.根据权利要求7所述的波束合成系统，其特征在于，所述监测控制模块（130）被进一步配置为，所述预期偏差变化速度的获取方法包括：

9.根据权利要求8所述的波束合成系统，其特征在于，所述监测控制模块（130）被进一步配置为，所述偏差平均变化速度的获取方法包括：

10.根据权利要求8所述的波束合成系统，其特征在于，所述监测控制模块（130）被进一步配置为，所述速度影响系数的获取方法包括：

技术总结本申请提供了一种基于天线阵列的波束合成系统及其控制方法，属于天线的技术领域，用于解决相关技术中利用天线阵列合成波束过程中动态反馈机制成本较高的问题，该方法及系统中，根据携带有时间戳的合成偏差量来确定监测间隔时长，并利用检测间隔时长来控制合成波束的分析时机，以便于在保障合成波束的准确可靠的基础上，尽量减少分析频次，即实现了低成本的动态反馈机制。技术研发人员：王浩淼,马景昊受保护的技术使用者：天津昊海海峰科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29