本申请公开了一种车载相控阵天线波束调节方法，包括：在列车运行过程中到达轨道梁的目标点时，获取车载相控阵天线在预定点的位置信息；根据该位置信息和当前通信的地面相控阵天线的位置信息，对车载相控阵天线的波束角度进行调节，以使列车到达预定点时车载相控阵天线的波束对准地面相控阵天线；基于预定点对应的环境数据，对车载相控阵天线的波束宽度进行调节，以使列车到达预定点时车载相控阵天线的波束的接收功率和接收信噪比最大。应用本申请所提供的技术方案，实现了相控阵天线的实时对准和实时动态的波束形状调节，提高了线路整体覆盖性和通信可靠性。本申请还公开了一种车载相控阵天线波束调节装置、设备及存储介质，具有相应技术效果。有相应技术效果。有相应技术效果。
【技术实现步骤摘要】
车载相控阵天线波束调节方法、装置、设备及存储介质
[0001]本申请涉及通信
，特别是涉及一种车载相控阵天线波束调节方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
[0002]随着科学技术的进步，高速铁路的建设力度越来越大，为人们的出行提供了很多便利。在高速铁路列车运行过程中，车地通信系统发挥着重要作用。
[0003]目前，基于38GHz的磁浮车地通信系统使用的是固定波束天线，其组成示意图如图1所示，射频电路的输出信号经波导馈源辐射出高频电磁波，然后通过反射面波束赋形。这种天线具有尺寸大、波束固定、射频通道数少等缺点。而且，因为线路周边的地理环境多样化，线路中长直路段、弯道、坡道、隧道等兼而有之，这种固定波束天线方案容易造成线路整体覆盖差，通信可靠性低，不容易满足当前不同场景的覆盖需求，及列车在高速移动下系统低时延、高可靠性的现代化铁路的发展需要。
技术实现思路
[0004]本申请的目的是提供一种车载相控阵天线波束调节方法、装置、设备及存储介质，以提高线路整体覆盖性，提高通信可靠性。
[0005]为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
[0006]一种车载相控阵天线波束调节方法，包括：
[0007]在列车运行过程中到达轨道梁的目标点时，获取车载相控阵天线在预定点的位置信息，在所述列车行驶方向上，所述预定点在所述目标点的前方；
[0008]根据线路数据，确定当前通信的地面相控阵天线的位置信息；
[0009]根据所述车载相控阵天线在所述预定点的位置信息和所述地面相控阵天线的位置信息，对所述车载相控阵天线的波束的水平角度和垂直角度进行调节，以使所述列车到达所述预定点时所述车载相控阵天线的波束对准所述地面相控阵天线，接收功率最大；
[0010]基于所述预定点对应的环境数据，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节，以使所述列车到达所述预定点时所述车载相控阵天线的波束的接收信噪比最大。
[0011]在本申请的一种具体实施方式中，所述基于所述预定点对应的环境数据，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节，包括：
[0012]基于所述预定点对应的环境数据，确定所述预定点的第一障碍物密集度；
[0013]如果所述第一障碍物密集度大于预设的密集阈值，则在所述预定点的环境特征对应的第一关系表中查找与所述第一障碍物密集度对应的第一波束宽度；
[0014]基于所述第一波束宽度，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节。
[0015]在本申请的一种具体实施方式中，还包括：
[0016]如果所述第一障碍物密集度小于或等于所述密集阈值，则根据所述车载相控阵天线和所述地面相控阵天线间的轨道面数据，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节。
[0017]在本申请的一种具体实施方式中，所述基于所述预定点对应的环境数据，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节，包括：
[0018]基于所述预定点对应的环境数据，确定所述预定点的环境特征及第二障碍物密集度；
[0019]在所述预定点的环境特征对应的第二关系表中查找与所述第二障碍物密集度对应的第二波束宽度；
[0020]基于所述第二波束宽度，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节。
[0021]在本申请的一种具体实施方式中，通过以下步骤建立每种环境特征对应的关系表：
[0022]采集轨道沿线的环境数据；
[0023]对采集到的环境数据进行分析，确定每种环境特征对应的障碍物密集度；
[0024]针对每种环境特征对应的每个障碍物密集度，在具有该障碍物密集度的位置，通过相控阵天线重复扫描训练，获得不同发射波束宽度下的接收信噪比，将该障碍物密集度与最大接收信噪比的波束宽度的对应关系加入到该环境特征对应的关系表中。
[0025]在本申请的一种具体实施方式中，所述根据所述车载相控阵天线在所述预定点的位置信息和所述地面相控阵天线的位置信息，对所述车载相控阵天线的波束的水平角度和垂直角度进行调节，包括：
[0026]根据所述车载相控阵天线在所述预定点的位置信息和所述地面相控阵天线的位置信息，确定在所述预定点所述车载相控阵天线与所述地面相控阵天线之间的直线相对当前波束方向的水平夹角和垂直夹角；
[0027]基于所述水平夹角和所述垂直夹角，对所述车载相控阵天线的波束的水平角度和垂直角度进行调节。
[0028]在本申请的一种具体实施方式中，所述目标点包括轨道梁的起始点和/或终止点。
[0029]一种车载相控阵天线波束调节装置，包括：
[0030]车载相控阵天线位置获取模块，用于在列车运行过程中到达轨道梁的目标点时，获取车载相控阵天线在预定点的位置信息，所述预定点在所述目标点的前方；
[0031]地面相控阵天线位置确定模块，用于根据线路数据，确定当前通信的地面相控阵天线的位置信息；
[0032]波束角度调节模块，用于根据所述车载相控阵天线在所述预定点的位置信息和所述地面相控阵天线的位置信息，对所述车载相控阵天线的波束的水平角度和垂直角度进行调节，以使所述列车到达所述预定点时所述车载相控阵天线的波束对准所述地面相控阵天线，接收功率最大；
[0033]波束宽度调节模块，用于基于所述预定点对应的环境数据，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节，以使所述列车到达所述预定点时所述车载相控阵天线的波束的接收信噪比最大。
[0034]一种车载相控阵天线波束调节设备，包括：
[0035]存储器，用于存储计算机程序；
[0036]处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的车载相控阵天线波束调节方法的步骤。
[0037]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的车载相控阵天线波束调节方法的步骤。
[0038]应用本申请实施例所提供的技术方案，在列车运行过程中到达轨道梁的目标点时，获取到车载相控阵天线在预定点的位置信息，同时根据线路数据，确定当前通信的地面相控阵天线的位置信息，根据车载相控阵天线在预定点的位置信息和地面相控阵天线的位置信息，对车载相控阵天线的波束的水平角度和垂直角度进行调节，并基于预定点对应的环境数据，对车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节。实现了车载相控阵天线与地面相控阵天线的实时对准和实时动态的波束形状调节，可以使得特定方向上波束增益最大，同时，通过波束角度和宽度的调节还可以降低信号的多径传输，保证较佳的无线覆盖，提高线路整体覆盖性，提高通信可靠性。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车载相控阵天线波束调节方法，其特征在于，包括：在列车运行过程中到达轨道梁的目标点时，获取车载相控阵天线在预定点的位置信息，在所述列车行驶方向上，所述预定点在所述目标点的前方；根据线路数据，确定当前通信的地面相控阵天线的位置信息；根据所述车载相控阵天线在所述预定点的位置信息和所述地面相控阵天线的位置信息，对所述车载相控阵天线的波束的水平角度和垂直角度进行调节，以使所述列车到达所述预定点时所述车载相控阵天线的波束对准所述地面相控阵天线，接收功率最大；基于所述预定点对应的环境数据，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节，以使所述列车到达所述预定点时所述车载相控阵天线的波束的接收信噪比最大。2.根据权利要求1所述的车载相控阵天线波束调节方法，其特征在于，所述基于所述预定点对应的环境数据，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节，包括：基于所述预定点对应的环境数据，确定所述预定点的第一障碍物密集度；如果所述第一障碍物密集度大于预设的密集阈值，则在所述预定点的环境特征对应的第一关系表中查找与所述第一障碍物密集度对应的第一波束宽度；基于所述第一波束宽度，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节。3.根据权利要求2所述的车载相控阵天线波束调节方法，其特征在于，还包括：如果所述第一障碍物密集度小于或等于所述密集阈值，则根据所述车载相控阵天线和所述地面相控阵天线间的轨道面数据，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节。4.根据权利要求1所述的车载相控阵天线波束调节方法，其特征在于，所述基于所述预定点对应的环境数据，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节，包括：基于所述预定点对应的环境数据，确定所述预定点的环境特征及第二障碍物密集度；在所述预定点的环境特征对应的第二关系表中查找与所述第二障碍物密集度对应的第二波束宽度；基于所述第二波束宽度，对所述车载相控阵天线的波束的水平宽度和垂直宽度进行调节。5.根据权利要求2至4之中任一项所述的方法，其特征在于，通过以下步骤建立每种环境特征对应的关系表：采集轨道沿线的环境数据；对采集到的环境数据进行分析，确定每种环境特征对应的障碍物密集度；针对每种环境特征对应的每...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋俊，殷源，王海明，方凯，吕浩炯，王景康，高原，苏志敏，杜欣怡，唐韬，
申请(专利权)人：湖南中车时代通信信号有限公司，
类型：发明
国别省市：
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