一种天线控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种天线控制系统，该天线系统包括有相控阵天线、转台、转台控制器及控制装置构成，所述相控阵天线设置于转台上，转台由转台控制器进行控制，控制装置则实现对转台控制器的控制。该天线控制系统可以提高认知无线电系统的性能以及系统容量，作为认知用户能从空域中寻找更多的频谱机会，减少同频干扰，降低了频率复用系数，提高频谱利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术天线的
，特别涉及一种认知无线电系统的全向通信天线。
技术介绍
认知无线电(CognitiveRadio，CR)是一种可控频谱共享技术。它能够连续不断地感知无线环境的变化、在不改变系统硬件的条件下，使用可控技术实时地调整系统参数(如发射功率、载波频率等)，以适应环境的变化，从而实现对已有频谱的再利用，能达到很高的频谱的利用率。特别是可让非授权用户，即次用户(seconddaryuser，SU)使用授权用户，即主用户(primaryuser，PU)的频谱。由于面对不可再生的无线电频谱资源，与授权用户共享频谱的时候，SU肯定对PU产生一些干扰，那么如何去抑制这些干扰，在不影响PU正常工作的前提下，满足SU的通信质量要求，成为认知无线电系统研究的重点以及挑战。当前，认知无线电系统作为无线通信领域研究热点之一，一般非授权用户(SU)使用全向天线通信，在时域或频域上寻找可用频谱。基于全向天线的特性，它可以在各个方向上检测当前整个区域的频谱使用情况，由于非授权用户(SU)在实际的通信过程中，仅希望对目标的方向发送和接收信号，这样不可避免会对非目标的方向产生干扰，因此不能充分利用现有的频谱资源。在与授权用户(PU)共享频谱时，减少非授权用户(SU)产生的干扰，能使SU和PU共享信道，可以将可控天线技术引入到认知无线电系统中。非授权用户(SU)使用可控天线进行发射和接收，当非授权用户(SU)处于发射状态时，将对非期望方向的用户形成零陷，使期望方向的用户接收到信噪比最大；当非授权用户(SU)处于接收状态，仅在期望方向上接收信号，零陷窄带波束以外的信号；这样既可以避免非授权用户(SU)对授权用户(PU)产生干扰，又能降低与其它用户间的相互干扰[8]。可控天线是通过空分多址原理来实现对不同用户的区分，从而提高频谱利用率以及通信质量，改善认知无线电系统的性能。可控天线的结构主要由以下四个部分构成：天线阵列、模数转换(A/D)、波束形成网络、自适应处理部分。如图1所示：(1)天线阵列部分：它包括多个天线阵元，一般是均匀圆形阵、均匀直线阵、随机分布线阵、十字阵等。(2)模数转换部分：接收链路(下行)由模拟信号转换数字信号，发射链路(上行)由数字信号转换模拟信号。(3)自适应处理部分：通过自适应算法和数字信号处理器来对实时输入的信号和干扰矢量进行处理，用来产生自适应的最优权值参数。(4)波束形成网络：能够动态自适应加权处理，经过自适应信号处理器处理，产生所期望的自适应波束。在认知无线电系统中，使用全向天线的认知用户与授权用户共享频谱时，不可避免会对授权用户产生干扰，这样会影响系统的性能。
技术实现思路
基于此，本技术的首要目地是克服上述问题，提供一种天线控制系统，该天线控制系统在认知无线电系统中引入可控天线技术，利用其空分多址特性使认知用户和授权用户共享频谱，在同时域同频域的情况下，可以实现认知用户的通信工作。本技术的另一个目地在于提供一种天线控制系统，该天线控制系统可以提高认知无线电系统的性能以及系统容量，作为认知用户能从空域中寻找更多的频谱机会，减少同频干扰，降低了频率复用系数，提高频谱利用率。为实现上述目的，本技术的技术方案为：一种天线控制系统，该天线系统包括有相控阵天线、转台、转台控制器，所述相控阵天线设置于转台上，转台由转台控制器进行控制，通过法转台控制器实现天线的调整控制，来实现天线的波束角度可调、方向可调、功率可调的功能。所述相控阵天线包括阵列天线、移相器、馈电网络等组成。阵列天线一般是若干个单元天线组成，单元天线后接有控制开关，然后再接有移相器，移相器是由数字式移相器和连续式移相器组成，数字式移相器提供离散的移相值，必须是360°×(1/2)的整数倍，其中n代表位数。在0°～360。范围内，连续式移相器的移相值是可以连续变化的。进一步，所述移相器是数字式移相器，n＝5，移相器位的状态“0”表示直通，不移相；“1”表示移相，即对应通道相位延迟对应的度数。衰减器位的状态“0”代表直通，不衰减；“1”表示衰减，即对应通道幅度衰减对应的dB数。所述相控阵天线为2.4GHz/5.8GHz双频段圆环相控阵天线，低频(2400～2500MHz)，高频(4900～5900MHz)，其带宽都是100MHz；波束切换时间＜＝1ms，功率控制范围及精度为30±1dB，天线尺寸460mm*600mm。所述相控阵天线通过RS232接口与控制装置进行通讯。转台是由固定部分、接收极化、手动平移等三大部分组成。其中接收极化法兰是用来固定天线的，固定部分用以固定接收极化和手动平移部分；相控阵天线通过螺钉安装在接收极化的法兰上，手动平移部分支撑接收极化，用以调整相控阵天线的水平位置。本技术通过法转台控制器实现天线的调整控制，来实现天线的波束角度可调、方向可调、功率可调的功能。由于使用的相控阵天线的本身限制，其最小的辐射角度为7.5°，精度较低，为了提高角度的可控性，采用相控阵天线和伺服转台的解决方案，设计可控天线控制系统。该系统控制相控阵天线和伺服转台，实现调控角度为0.1°，提高了天线的辐射角度以及改善了系统的性能。附图说明图1是现有技术的天线结构示意图。图2是本技术所实施的天线结构示意图。图3是本技术所实施以太网模块的电路图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图2所示，本技术所实现的天线系统包括有相控阵天线、转台、转台控制器及控制装置构成，所述相控阵天线设置于转台上，转台由转台控制器进行控制，控制装置则实现对转台控制器的控制。无线通信系统是将可用信息加载到无线电波或射频波上，再利用天线进行电波的发射和接收操作，从而实现设备间的通信。天线还具有能量转换功能，将馈线的高频电流转换为无线电波。垂直极化波就是电场强度方向垂直于地面，水平极化波就是电场强度方向平行于地面。本系统的双频段圆环相控阵天线的天线极化方式是垂直极化，其工作方式是水平面电控扫描，垂直面固定波束。方向图上有主瓣和副瓣之分，波束宽度就是主瓣两半功率点间的夹角，其中主瓣的瓣宽和方向性成反比的，决定了抗干扰能力的强弱。相控阵天线是在转台控制器的控制下，利用电控制阵列单元的相位来改变波束指向，实现波束的快速扫描，而且其方向图是随着波束的扫描发生变化。通常，使用键盘操作相控阵天线，键盘将输入指令传输给控制装置，控制装置将控制信号传输给转台控制器，转台控制器则执行具体的控制指令，控制相控阵天线的调整。相控阵天线系统是由阵列天线、移相器、馈电网络等组成。阵列天线一般是若干个单元天线组成；移相器是由数字式移相器和连续式移相器组成，数字式移相器提供离散的移相值，必须是360°×(1/2)的整数倍，其中n代表位数。在0°～360。范围内，连续式移相器的移相值是可以连续变化的。本系统使用的相控阵天线的移相器是数字式移相器，n＝5，移相器位的状态“0”表示直通，不移相；“1”表示移相，即对应通道相位延迟对应的度数。衰减器位的状态“0”代表直通，不衰减；“1”表示衰减，即对应通道幅度衰本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线控制系统，该天线系统包括有相控阵天线、转台、转台控制器，所述相控阵天线设置于转台上，转台由转台控制器进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种天线控制系统，该天线系统包括有相控阵天线、转台、转台控制器，所述相控阵天线设置于转台上，转台由转台控制器进行控制。2.如权利要求1所述的天线控制系统，其特征在于所述相控阵天线包括阵列天线、移相器、馈电网络；阵列天线是若干个单元天线组成，单元天线后接有控制开关，然后再接有移相器，移相器是由数字式移相器和连续式移相器组成。3.如权利要求1所述的天线控制系统，其特征在于所述相控阵天线为2.4GHz/5.8GHz双频段圆环相控阵天线，低频为2400～2500MHz，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗成，
申请(专利权)人：广东南方电信规划咨询设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44