一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法技术

本发明专利技术公开了一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法

【技术实现步骤摘要】
一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法、装置和系统


[0001]本专利技术涉及无线通信
，更具体的说是涉及一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法
、
装置和系统
。

技术介绍

[0002]相控阵天线的发展以相控阵雷达为基础，相控阵天线最大的优点是能够智能的实现大空域内的波束扫描，增益也较大，能够对观察范围内的目标进行准确跟踪
、
识别，并且能同时跟踪多个目标的动态，反馈信息，进行计算机的分析
。
并且，相控阵天线可以在设定的空域内获取目标信息，根据目标，快速灵活地改变天线波束和指向形状，能够对整个空间内的各频段电磁波进行发送和接收，这是相控阵天线的空域滤波功能，即可对多个目标实现搜索
、
跟踪
、
捕获
、
识别等任务的精确完成
。
[0003]经研究发现，相控阵天线点对多点通信时，多个目标在相控阵天线扫描范围内，但是不在相控阵天线单个波束范围内时，波束切换会导致相控阵天线与上一个通信目标断开连接，与下一个通信目标建立连接，所以相控阵天线的点对多通信是分时的点对点通信
。
[0004]但分时的点对点通信存在一些弊端：
[0005]1、
延迟问题：由于不同用户需要等待自己的时隙才能进行通信，因此会引入一定的延迟
。
特别是在高负载情况下，用户可能需要等待较长时间才能获得可用的时隙，导致通信延迟增加
。
[0006]2、
灵活性限制：分时点对点通信需要预先分配时隙资源，用户只能在自己分配到的时隙内进行通信
。
这种固定的资源分配方式限制了用户的灵活性，无法根据实时需求进行动态调整
。
[0007]3、
单点故障：分时点对点通信中，如果某个用户的时隙发生故障或中断，可能会影响整个通信系统的正常运行
。
这种单点故障可能导致通信中断或影响其他用户的通信质量
。
[0008]因此，如何解决上述弊端成为本领域技术人员急需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本专利技术提供了一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法
、
装置和系统，以解决
技术介绍
中的问题
。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0011]第一方面，本专利技术公开了一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法，具体步骤如下：
[0012]获取目标设备信息和相控阵天线信息；
[0013]根据所述目标设备信息和所述相控阵天线信息计算波束指向；
[0014]利用相控阵天线接收并响应的时分多址的时隙切片脉冲信号，使能波束赋形，建立所述相控阵天线与目标设备之间的通信
。
[0015]优选的，在上述的一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法中，目标设备信息包括：多个目标设备序号和位置信息，且每组序号和位置信息一一对应
。
[0016]优选的，在上述的一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法中，所述相控阵天线信息包括：位置信息和姿态信息
。
[0017]优选的，在上述的一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法中，计算波束指向包括：矩阵旋转方法
、
向量点乘方法中的一种
。
[0018]优选的，在上述的一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法中，使能波束赋形根据计算的所述波束指向，调用波束数据表，并赋形指向目标设备，进行与目标设备之间的通信
。
[0019]优选的，在上述的一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法中，与目标设备之间的通信包括：同步目标切换与相控阵天线的波束切换信号，与目标设备通信的时刻，相控阵天线的波束同步切换至指向目标设备
。
[0020]第二方面，本专利技术公开了一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法系统，包括：
[0021]获取单元，用于获取相控阵天线位置信息
、
相控阵天线姿态信息和目标设备的序号
、
位置信息；
[0022]计算单元，用于根据所述相控阵天线位置信息
、
姿态信息和目标设备序号
、
位置信息，计算正确指向目标设备的波束；
[0023]同步单元，用于同步通信模块的目标切换与相控阵天线的波束切换信号；
[0024]通信单元，用于相控阵天线与目标设备通信
。
[0025]第三方面，本专利技术公开了一种相控阵天线与时分多址技术的结合装置，包括：
[0026]处理器
、
存储模块
、
现场可编程逻辑门阵列
、
惯性单元测量系统
、
定位模块
、
通信模块和相控阵天线；
[0027]所述处理器与所述惯性单元测量系统连接，所述处理器用于获取惯性单元测量系统采集的所述相控阵天线的姿态信息；
[0028]所述现场可编程逻辑门阵列与所述存储模块连接，所述现场可编程逻辑门阵列用于获取所述存储模块存储的所述相控阵天线的波束数据表；
[0029]所述处理器与所述现场可编程逻辑门阵列连接，所述处理器将计算后的波束指向发送给所述现场可编程逻辑门阵列，所述现场可编程逻辑门阵列根据所述处理器的指令从所述存储模块中获取所述相控阵天线的波束数据表，并存储在内部随机存取存储器上；
[0030]所述处理器与所述定位模块连接，所述处理器用于获取所述定位模块采集的所述相控阵天线的位置信息；
[0031]所述处理器与所述通信模块连接，所述处理器用于获取所述通信模块中的下一个通信目标设备的序号与位置信息；
[0032]所述现场可编程逻辑门阵列与所述通信模块连接，所述通信模块在与下一个目标通信时，会通过
IO
发送一个下降沿触发信号给到所述现场可编程逻辑门阵列，所述现场可编程逻辑门阵列接收到下降沿触发信号后，使能所述相控阵天线波束赋形；
[0033]所述现场可编程逻辑门阵列与所述相控阵天线连接，所述现场可编程逻辑门阵列通过
IO
控制所述相控阵天线开关，使能波束赋形；
[0034]所述处理器，还用于目标波束的解算
。
[0035]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法
、
装置和系统，以提高无线通信系统的容量和性能，其中，相控阵天线通常由多个天线单元组成，可以通过调整天线单元的相位和幅度来实现波束的形成和指向控制；
TDMA
技术将时间分为多个时隙，每个时隙用于传输一个用户的数据，根据系统的需求和用户的数量，将时隙分配给不同的用户；根据时隙分配的结果，相控阵天线根据用户的位置和传输需求，形成相应的波束，相控阵天线可以通过改变天线单元的相位和幅度来实现波束的形成和指向控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法，其特征在于，具体步骤如下：获取目标设备信息和相控阵天线信息；根据所述目标设备信息和所述相控阵天线信息计算波束指向；利用相控阵天线接收并响应的时分多址的时隙切片脉冲信号，使能波束赋形，建立所述相控阵天线与目标设备之间的通信
。2.
根据权利要求1所述的一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法，其特征在于，目标设备信息包括：多个目标设备序号和位置信息，且每组序号和位置信息一一对应
。3.
根据权利要求1所述的一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法，其特征在于，所述相控阵天线信息包括：位置信息和姿态信息
。4.
根据权利要求1所述的一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法，其特征在于，计算波束指向包括：矩阵旋转方法
、
向量点乘方法中的一种
。5.
根据权利要求1所述的一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法，其特征在于，使能波束赋形根据计算的所述波束指向，调用波束数据表，并赋形指向目标设备，进行与目标设备之间的通信
。6.
根据权利要求4所述的一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法，其特征在于，与目标设备之间的通信包括：同步目标切换与相控阵天线的波束切换信号，与目标设备通信的时刻，相控阵天线的波束同步切换至指向目标设备
。7.
一种相控阵天线与时分多址技术的结合方法系统，其特征在于，包括：获取单元，用于获取相控阵天线位置信息
、
相控阵天线姿态信息和目标设备的序号
、
位置信息；计算单元，用于根据所述相控阵天线位置信息
、
姿态信息和目标设备序号
、

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓辉，杨帆，许慎恒，李鑫，
申请(专利权)人：北京行晟科技有限公司，
类型：发明
国别省市：