本發(fā)明涉及一種天線系統(tǒng)，其具有適于彼此自動對準的兩個天線，以及本發(fā)明涉及一種用于至少兩個天線的自動對準的方法。

背景技術(shù)：

微波無線電中繼器是適于在視線無線電路徑上使用微波鏈路在兩個位置之間傳輸數(shù)字信號和模擬信號(諸如電話呼叫、電視節(jié)目和計算機數(shù)據(jù))的技術(shù)。使用定向天線沿著微波鏈路在兩個位置之間傳輸微波。對于微波鏈路的視線要求將兩個位置之間的距離限制為最大可達約50千米。

沿著微波鏈路在兩個位置之間的微波具有非常窄的波束。這種窄波束的優(yōu)點在于，窄波束被限制到從一個位置到另一個位置的視線路徑，并且因此微波不會干擾其它微波設(shè)備。窄波束對于傳輸最大功率而言也具有優(yōu)勢。類似地，附近的其它微波鏈路可使用相同的頻率，因為微波鏈路不會相互干擾。因此，在這種微波鏈路系統(tǒng)中使用的天線必須是高度定向的。微波鏈路的高度定向波束可降低干擾的風險，但是確實使得在兩個天線之間的微波鏈路中的無線電波束的對準變得復雜。該定向?qū)τ谔炀€的定位非常敏感，特別是對于天線中任何反射器的定位非常敏感。

例如從美國專利us6,836,675(zhang)已知微波天線對準的問題，其教導了用于在微波通信系統(tǒng)的安裝期間對準天線的方法。計算機化的鏈路質(zhì)量機制在安裝對準期間監(jiān)側(cè)鏈路的鏈路質(zhì)量。鏈路質(zhì)量包括數(shù)據(jù)通信性能狀態(tài)，諸如信號強度和噪聲測試結(jié)果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

公開了一種天線系統(tǒng)，其使得微波中繼器中的兩個天線能夠自動對準。該天線系統(tǒng)包括連接到馬達驅(qū)動器的反射器；主輻射器，用于以操作頻率收發(fā)撞擊到反射器上的無線電波束；粗略對準系統(tǒng)，其包括連接到所述反射器的馬達驅(qū)動器，該馬達驅(qū)動器使得反射器進行旋轉(zhuǎn)和傾斜中的至少一個；精細對準系統(tǒng)，其用于無線電波束的電子調(diào)節(jié)；以及用于控制粗略對準系統(tǒng)和精細對準系統(tǒng)的控制裝置。

馬達驅(qū)動器對于盤式天線或拋物面天線的初始粗略對準是必需的。一旦無線電波束沿著微波鏈路被引導到另一個盤式天線或拋物面天線，則馬達驅(qū)動器可以被關(guān)閉，并且如果需要，則被禁用。對無線電波束的任何更精細和進一步的調(diào)節(jié)都在盤式天線或拋物面天線的主輻射器中進行。一旦進行了大致的對準，一般不再需要馬達驅(qū)動器。馬達驅(qū)動器可放到生銹，并且其一般不需要維護。

控制裝置用于驅(qū)動馬達驅(qū)動器以使得盤式天線或拋物面天線的反射器進行旋轉(zhuǎn)和/或傾斜，或使得整個盤式天線或拋物面天線進行旋轉(zhuǎn)和/或傾斜，并且隨后進行精細調(diào)節(jié)。如果需要，控制裝置可與天線系統(tǒng)的另一個盤式天線或拋物面天線的馬達驅(qū)動器通信。

粗略對準系統(tǒng)包括輔助天線，其連接到控制裝置，用于以不同于操作頻率的第二頻率與另一個輔助天線通信。

在本公開的另一方面，控制裝置適于檢測操作頻率的旁瓣以控制粗略對準系統(tǒng)。

在本公開的另一方面，主輻射器包括第一收發(fā)器，并且精細對準系統(tǒng)包括輔助收發(fā)器和用于在第一收發(fā)器和輔助收發(fā)器之間進行交換的交換系統(tǒng)。

本公開還教導了包括至少兩個如上所述天線的天線系統(tǒng)，并且所述至少兩個天線的控制裝置適于交換關(guān)于所述至少兩個天線的對準的控制消息。

本公開進一步教導了一種用于對準第一天線和第二天線的方法，所述第一天線具有第一主輻射器和第一主反射器，所述第二天線具有第二主輻射器和第二主反射器，所述方法包括：使用馬達驅(qū)動器使所述第一反射器和所述第二反射器中的至少一個旋轉(zhuǎn)和/或傾斜，并因此與所述兩個天線中的第二天線建立通信鏈路；通過電子地改變沿著通信鏈路的無線電波束的參數(shù)來調(diào)節(jié)通信鏈路。

所述方法包括在兩個天線的第一輔助天線和第二輔助天線之間建立輔助通信鏈路。

在本公開的另一方面，所述方法包括在兩個天線的第一主輻射器和第二主輻射器之間使用操作波束的旁瓣。

在本公開的又一方面，所述方法包括在所述反射器進行旋轉(zhuǎn)期間將控制消息從所述兩個天線系統(tǒng)中的第一天線系統(tǒng)發(fā)送到所述兩個天線系統(tǒng)中的第二天線系統(tǒng)，以指示所述通信鏈路的強度。

在本發(fā)明的一個方面，所述方法可包括在建立通信鏈路之后禁用馬達驅(qū)動器。

在本發(fā)明的另一方面，所述方法還包括當建立通信鏈路時，使用第一收發(fā)器和第二收發(fā)器來調(diào)節(jié)通信鏈路，以及在第一收發(fā)器和輔助收發(fā)器之間進行交換。

參考以下描述的一個或多個實施例，本發(fā)明的這些方面和其它方面將變得顯明。

附圖說明

圖1示出根據(jù)本公開一個方面的天線系統(tǒng)，其中使用盤式天線或拋物面天線之間的固定通信鏈路來自動對準兩個盤式天線或拋物面天線。

圖2示出根據(jù)本公開另一方面的天線系統(tǒng)，其中使用輔助天線來自動對準兩個盤式天線或拋物面天線。

圖3示出可與根據(jù)圖1或圖2的天線系統(tǒng)一起使用的主輻射器的優(yōu)選實施例。

圖4示出根據(jù)本公開一個方面的用于對準天線系統(tǒng)的兩個天線的方法。

圖5示出根據(jù)本公開另一方面的用于對準天線系統(tǒng)的兩個天線的另一種方法。

圖6示出根據(jù)本公開另一方面的天線系統(tǒng)，其中使用輔助天線來自動對準兩個盤式天線或拋物面天線。

圖7示出可與根據(jù)圖6的天線系統(tǒng)一起使用的主輻射器的實施例。

圖8示出根據(jù)本公開一個方面的對準天線系統(tǒng)的方法的工作流程。

圖9示出在本公開的一個方面中可與天線系統(tǒng)一起使用的主輻射器和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的替代實施例。

圖10示出在本公開的一個方面中可與天線系統(tǒng)一起使用的主輻射器的替代實施例。

具體實施方式

現(xiàn)在將基于附圖描述本發(fā)明。將理解的是，本文所述的本發(fā)明的實施例和各方面僅僅是示例，并且不以任何方式限制權(quán)利要求的保護范圍。本發(fā)明由權(quán)利要求及其引用所限定。應當理解的是，本發(fā)明的一個方面或?qū)嵤├奶卣骺膳c本發(fā)明的一個或多個不同方面和/或?qū)嵤├奶卣鹘M合。

圖1示出本公開的天線系統(tǒng)5的示例。天線系統(tǒng)5包括必須彼此對準的第一拋物面天線10a和第二拋物面天線10b。兩個拋物面天線10a和10b之間的距離15可以在0.01千米或更小到50千米之間，但這并不是對本發(fā)明的限制。在整個公開內(nèi)容中，相同的元件用相同的附圖標記標示。字母“a”和“b”主要用于區(qū)分參照第一拋物面天線描述的元件(圖左側(cè))和參照第二拋物面天線描述的元件(字母“b”)(圖右側(cè))。

天線系統(tǒng)5配置成沿著通信鏈路25(也稱為微波鏈路)傳送信號。在本公開的一個方面，天線系統(tǒng)被配置為在大約60ghz的微波頻帶內(nèi)發(fā)射無線電波。該微波頻段適用于電話呼叫、數(shù)據(jù)和電視傳輸?shù)膫鬏?，但這并不限制本發(fā)明。

第一拋物面天線10a具有第一反射器20a和第一主輻射器30a。第二拋物面天線10b具有第二反射器20b和第二主輻射體30b。主輻射器30a、30b適于在第一拋物面天線10a和第二拋物面天線10b之間的通信鏈路25上接收無線電信號和/或通過通信鏈路25發(fā)射無線電信號。

已知這種傳輸是通過從第一主輻射器30a發(fā)送作為信號70的信號來執(zhí)行，然后信號70由第一反射器20a在第二拋物面天線10b的方向上反射。類似地，由第一反射器20a沿著通信鏈路25接收信號，并將其聚焦到第一天線陣列30a，其中在第一天線陣列處對信號進行處理。類似地，第二主輻射器30ba發(fā)送的信號隨后由第二反射器20b在第一拋物面天線10a的方向上反射。由第二反射器20b沿著通信鏈路25接收信號并將該信號聚焦到第二主輻射器30b，其中在第二主輻射器處對信號進行處理。

主輻射器可以是具有多個天線振子的天線陣列，如圖3所示。主輻射器30a包括至少一個輻射振子32陣列。在圖3所示的示例中，陣列包括八個輻射振子32，但這并不限制本發(fā)明。優(yōu)選地，輻射振子32a、32b是單獨和獨立可控且可尋址的。這意味著輻射振子32的相位和振幅可單獨地尋址，或可在輻射振子32的子集中尋址。

主輻射器的陣列可由多個電介質(zhì)天線、貼片天線、印刷偶極子天線或喇叭天線組成。為了避免疑問，使用的輻射器類型并不限制本發(fā)明。此外，主輻射器可以是單個喇叭天線或另一單個輻射器。

通信鏈路25是高度定向的。這意味著第一拋物面天線和第二拋物面天線的輻射特性包括在主輻射方向上的窄波束。因此，必須通過使第一反射器20a或整個第一拋物面天線10a與天線系統(tǒng)的第二反射器20b或整個第二拋物面天線10b大致對準來對準拋物面天線的這些窄波束。這種對準在兩階段過程中進行，如將參照圖4所述的那樣。

第一粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)42a和第二粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)42b設(shè)置成用于機械地對準第一拋物面天線10a和第二拋物面天線10b。第一粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)42a包括連接到第一反射器20a或第一拋物面天線10a的第一馬達驅(qū)動器40a。第二粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)42b包括連接到第二反射器20b或第二拋物面天線10b的第二馬達驅(qū)動器40b。

第一馬達驅(qū)動器40a和/或第二馬達驅(qū)動器40b用于將第一反射器20a或整個第一拋物面天線10b與第二反射器20b或整個第二拋物面天線10b大致對準。

如由旋轉(zhuǎn)箭頭45所示，第一馬達驅(qū)動器40a適于使第一反射器20a或整個第一拋物面天線10a圍繞主軸線xa在與通信鏈路25的方向大致垂直的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。第一馬達驅(qū)動器40a還適于在包含通信鏈路方向的平面中傾斜第一反射器20a或整個第一拋物面天線10a，如由旋轉(zhuǎn)箭頭46a所示。類似地，第二馬達驅(qū)動器40b適于在與通信鏈路25的方向基本上垂直的平面中圍繞主軸線xb旋轉(zhuǎn)第二反射器20b或整個第二拋物面天線10b，如由旋轉(zhuǎn)箭頭45b所示。第二馬達驅(qū)動器40b還適于在包含通信鏈路方向的平面中傾斜第二反射器20b或整個第二拋物面天線10b，如由旋轉(zhuǎn)箭頭46b所示。

第一馬達驅(qū)動器40a連接到第一控制系統(tǒng)60a，并且第二馬達驅(qū)動器40b連接到第二控制系統(tǒng)60b。第一控制系統(tǒng)60a適于控制第一馬達驅(qū)動器40a以及因此適于控制第一反射器20a或整個第一拋物線天線10a的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜，以及相應地第二控制系統(tǒng)60b適于控制第二馬達驅(qū)動器40b，以及因此適于控制第二反射器20b或整個第二拋物面天線10b的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜。

控制系統(tǒng)60a、60b具有從固定線路網(wǎng)絡(luò)80(或另外的通信網(wǎng)絡(luò)，諸如使用gsm、umts或lte協(xié)議)或從另外的控制系統(tǒng)60b、60a接收控制信號的接收器。

如將參照圖5所解釋的那樣，第一粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)42a和/或第二粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)42b用于天線系統(tǒng)5的粗略調(diào)節(jié)。一旦無線電波束沿著通信鏈路25的方向已經(jīng)通過反射器20a的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜(以及還可能通過另外的反射器20b的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜)而大致對準，則可以關(guān)閉或禁用第一粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)42a和第二粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)42b以及馬達驅(qū)動器40a。將不再需要第一馬達驅(qū)動器40a和/或第二馬達驅(qū)動器40b并且可將其從電源斷開連接。馬達驅(qū)動器40a和/或第二馬達驅(qū)動器40b將不再使用，并且如果需要可允許將其放到生銹。

第一天線10a包括第一精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)70a，并且第二天線10b包括第二精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)70b，以對無線電波束的方向進行精細調(diào)節(jié)。第一精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)70a適于接收來自第一控制裝置60a的控制信號。第二精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)7b適于接收來自第二控制裝置60b的控制信號。

使得精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)能夠調(diào)節(jié)波束的方向，以補償由例如天線的振動引起的變化，如將參照圖4所解釋的那樣。

具體地，當主輻射器是輻射振子的陣列時，精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)適于調(diào)節(jié)輻射振子的相位和振幅。當主輻射器是喇叭天線時，精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括饋送處的透鏡或單獨的致動器。

圖2示出根據(jù)本公開另一方面的天線系統(tǒng)205的示例。

天線系統(tǒng)205包括必須彼此對準的第一拋物面天線210a和第二拋物面天線210b。第一拋物面天線210a具有第一反射器220a和第一主輻射器230a。第二拋物面天線210b具有第二反射器220b和第二主輻射器230b。主輻射器230a、230b適于在第一拋物面天線210a和第二拋物面天線210b之間的通信鏈路225上接收無線電信號和/或通過通信鏈路225發(fā)射無線電信號。

第一粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)242a和第二粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)242b設(shè)置成將第一拋物面天線210a和第二拋物面天線210b機械地對準。第一粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)242a包括連接到第一反射器220a或第一拋物面天線210a的第一馬達驅(qū)動器240a。第二粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)242b包括連接到第二反射鏡220b或第二拋物面天線210b的第二馬達驅(qū)動器240b。

第一馬達驅(qū)動器240a和/或第二馬達驅(qū)動器240b用于將第一反射器220a或整個第一拋物面天線210b與第二反射器220b或整個第二拋物面天線210b大致對準。

第一馬達驅(qū)動器240a適于使第一反射器220a或整個第一拋物面天線210a圍繞主軸線xa在與通信鏈路225的方向基本上垂直的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，如由旋轉(zhuǎn)箭頭246a所示。第一馬達驅(qū)動器240a還適于在包含通信鏈路方向的平面中傾斜第一反射器220a或整個第一平行天線210a，如旋轉(zhuǎn)箭頭246a所示。類似地，第二馬達驅(qū)動器240b適于使第二反射器220b或整個第二拋物面天線210b圍繞主軸線xb在與通信鏈路225的方向基本上垂直的平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，如由旋轉(zhuǎn)箭頭245b所示。第二馬達驅(qū)動器240b還適于使第二反射器220b或整個第二拋物面天線210b在包含通信鏈路方向的平面內(nèi)傾斜，如由旋轉(zhuǎn)箭頭246b所示。

第一馬達驅(qū)動器240a連接到第一控制系統(tǒng)260a，并且第二馬達驅(qū)動器240b連接到第二控制系統(tǒng)260b。第一控制系統(tǒng)260a適于控制第一馬達驅(qū)動器240a并且因此適于控制第一反射器220a或整個第一拋物面天線210a的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜，或相應地第二控制系統(tǒng)260b適于控制第二馬達驅(qū)動器240b并且因此適于控制第二反射器220b或整個第二拋物面天線210b的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜。

第一輔助天線250a和第二輔助天線250b分別位于第一拋物面天線210a和第二拋物面天線210b的位置，并且分別連接到第一控制系統(tǒng)260a和第二控制系統(tǒng)260b。第一輔助天線250a和第二輔助天線250b總體上可以在第一拋物面天線210a和第二拋物面天線210b的位置之間建立輔助無線電波束或輔助無線電鏈路，用于粗略調(diào)節(jié)第一拋物面天線210a和第二拋物面天線210b。

第一輔助天線250a可以低得多的頻率(例如5.6ghz，但這不是對本發(fā)明的限制)將輔助無線電波束發(fā)送到第二輔助天線250b，以便控制沿著通信路徑225的無線電波束的大致調(diào)節(jié)。5.6ghz的波束不是高度定向的，并且不需要任何調(diào)節(jié)。因此，這有助于天線系統(tǒng)的粗略調(diào)節(jié)。

備選地，第一輔助天線250a和第二輔助天線250b可適于使用與將由主天線210a或210b之間建立的無線電信號所使用的通信標準不同的通信標準來交換控制信號。不同通信標準的示例包括但不限于zigbee(紫蜂)協(xié)議或433mhz下的私有標準。

因此，第一輔助天線250a和第二輔助天線250b是第一粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)242a或第二粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)242b的一部分。第一輔助天線250a和/或第二輔助天線250b可從第一控制器260a和/或第二控制器260b接收信息和/或向第一控制器260a和/或第二控制器260b發(fā)送信息，例如在適于移動反射器每個位置的接收功率的水平上進行信息收發(fā)。

參考圖1中所述的天線系統(tǒng)5，圖4示出本公開方法的示例。

在第一步驟s200中，第一拋物面天線10a和第二拋物面天線10b豎立在它們的位置處。這些位置在彼此的視線之內(nèi)，并且第一反射器20a和第二反射器20b將安裝在連接到第一馬達驅(qū)動器40a和第二馬達驅(qū)動器40b的安裝件上。

然后，控制系統(tǒng)60a和60b將在步驟210中開始第一反射器20a和第二反射器20b中至少一個的旋轉(zhuǎn)，以使第一反射器20a和第二反射器20b彼此對準。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解的是，在對準期間，兩個反射器20a、20b中的一個可以是固定的，而兩個反射器20b、20a中的另一個旋轉(zhuǎn)和/或傾斜。備選地，兩個反射器20a、20b都可在對準期間旋轉(zhuǎn)和/或傾斜。

第一反射器20a和第二反射器20b可通過使用從一個天線發(fā)送到另一個天線的對準波束信號來對準。可針對第一反射器20a和/或第二反射器20b的每個位置來測量接收功率(步驟s220)。第一控制系統(tǒng)60a和第二控制系統(tǒng)60b可例如使用迭代過程來確定接收功率較高的位置，直到確定兩個反射器20a或20b中至少一個的位置對應于最大接收功率。

兩個反射器20a、20b的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜由兩個控制系統(tǒng)60a、60b控制。因此，兩個控制系統(tǒng)60a、60b可通過固定鏈路80在步驟s220中交換控制或/和狀態(tài)消息。備選地，兩個控制系統(tǒng)60a、60b之間的通信鏈路可通過使用反射器天線輻射方向圖的旁瓣來建立?？刂葡⒒?和狀態(tài)消息的通信不需要具有高數(shù)據(jù)速率的鏈路，而使用主波束才可能提供高數(shù)據(jù)速率。因此，如果控制系統(tǒng)的接收器足夠敏感，則反射器天線輻射方向圖的旁瓣可用于發(fā)送控制消息或/和狀態(tài)消息。

第一反射器20a和第二反射器20b可通過使用從一個天線發(fā)送到另一個天線的對準波束信號來對準?？舍槍Φ谝环瓷淦?0a和/或第二反射器20b的每個位置來測量接收功率。第一控制系統(tǒng)60a和第二控制系統(tǒng)60b可例如使用迭代過程來確定接收功率較高的位置，直到確定反射器中至少一個的位置對應于最大接收功率(步驟s230)。

兩個反射器20a、20b的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜由兩個控制系統(tǒng)60a、60b控制。一旦兩個控制系統(tǒng)60a、60b在步驟s230中確定兩個反射器20a和20b中的兩者基本上彼此對準，使得通信鏈路225上的定向無線電波束被良好地接收，則控制系統(tǒng)260a和260b可在步驟s240中禁用馬達驅(qū)動器40a和40b。

如果需要，將不再使用馬達驅(qū)動器40a、40b并且可允許其放到生銹。

在步驟s250中使用天線陣列30進行沿著通信鏈路25的無線電波束的精細調(diào)節(jié)。已知這些調(diào)節(jié)可通過使用有源分量和/或軟件控制進行適應性調(diào)節(jié)，以便針對陣列的每個天線振子來調(diào)節(jié)信號的相位和振幅，以便沿通信鏈路25形成無線電波束。該精細調(diào)節(jié)可應對拋物面天線10a和10b的任何小的移動。

參考圖2中所述的天線系統(tǒng)205，圖5示出本公開方法的另一示例。

在第一步驟s2200中，第一拋物面天線210a和第二拋物面天線210b豎立在它們的位置處。這些位置在彼此的視線之內(nèi)，并且第一反射器220a和第二反射器220b將安裝在連接到第一馬達驅(qū)動器240a和第二馬達驅(qū)動器240b的安裝件上。

隨后將發(fā)射對準波束，并且控制系統(tǒng)260a和260b將在步驟s2210中開始第一反射器220a和第二反射器220b中至少一個的旋轉(zhuǎn)和可能的傾斜，以便將兩個反射器220a和220b兩者彼此對準。

第一反射器220a和第二反射器220b可通過使用從一個天線發(fā)送到另一個天線的對準波束信號來對準?？舍槍Φ谝环瓷淦?20a和/或第二反射器220b的每個位置來測量接收功率(步驟s2220)。第一控制系統(tǒng)260a和第二控制系統(tǒng)260b可例如使用迭代過程來確定接收功率較高的位置，直到確定兩個反射器220a、220b中至少一個的位置對應于最大接收功率。

第一反射器220a的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜由第一控制系統(tǒng)260a控制，并且第二反射器220b的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜由第二控制系統(tǒng)260b控制。在本發(fā)明的該方面，第一輔助天線250a和第二輔助天線250b之間的第二鏈路用于調(diào)節(jié)天線系統(tǒng)的第一天線和第二天線的位置。

控制消息可包括與旋轉(zhuǎn)或傾斜量有關(guān)的信息和命令。狀態(tài)消息可包括與在天線對準期間在配置為接收方的天線上測得的接收功率量有關(guān)的信息。

一旦控制系統(tǒng)260a和260b兩者都在步驟s2230中確定反射器20a和20b兩者都基本上彼此對準，使得通信鏈路225上的定向無線電波束被良好地接收，則兩個控制系統(tǒng)260a和260b可在步驟s2240中禁用兩個馬達驅(qū)動器240a和240b。

將不再使用兩個馬達驅(qū)動器240a、240b，并且如果需要可允許其放到生銹。

在步驟s2250中使用天線陣列230進行沿著通信鏈路225的無線電波束的精細調(diào)節(jié)。已知這些調(diào)節(jié)可通過使用有源分量和/或軟件控制進行適應性調(diào)節(jié)，以便針對陣列的每個天線振子來調(diào)節(jié)信號的相位和振幅，以便沿通信鏈路225形成無線電波束。該精細調(diào)節(jié)可應對拋物面天線210a和210b的任何小的移動。

圖6示出了根據(jù)本公開一個方面的天線系統(tǒng)305的另一示例，以及圖7是具有圖6所示發(fā)射系統(tǒng)的主輻射器的詳細視圖。天線系統(tǒng)305與圖1所示天線系統(tǒng)5的顯著不同之處在于天線系統(tǒng)305包括作為精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)370一部分的主收發(fā)器371和輔助收發(fā)器373，用于天線對準的精細調(diào)節(jié)。

天線系統(tǒng)305包括必須彼此對準的第一拋物面天線310a和第二拋物面天線310b。第一拋物面天線310a具有第一反射器320a和第一主輻射器330a。第二拋物面天線310b具有第二反射器320b和第二主輻射器330b。兩個主輻射器330a、330b適于在第一拋物面天線310a和第二拋物面天線310b之間的通信鏈路325上接收無線電信號和/或通過通信鏈路325發(fā)射無線電信號。

第一粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)342a和第二粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)342b設(shè)置成用于機械地對準第一拋物面天線310a和第二拋物線天線310b。第一粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)342a包括連接到第一反射器320a或第一拋物面天線310a的第一馬達驅(qū)動器340a。第二粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)342b包括連接到第二反射器320b或第二拋物面天線310b的第二馬達驅(qū)動器340b。

第一精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)370a設(shè)置成用于天線310a、310b的進一步更精細的調(diào)節(jié)，并且包括交換系統(tǒng)375a，這將在本公開的下文中進行解釋。

第一馬達驅(qū)動器340a和/或第二馬達驅(qū)動器340a、340b用于將第一反射器320a或整個第一拋物面天線310b與第二反射器320b或整個第二拋物面天線310b大致對準。

第一馬達驅(qū)動器340a適于使第一反射器320a或整個第一拋物面天線310a在基本上垂直于通信鏈路325方向的平面中圍繞主軸線xa旋轉(zhuǎn)，如由旋轉(zhuǎn)箭頭所示。第一馬達驅(qū)動器340a還適于使第一反射器320a或整個第一拋物面天線310a在包含通信鏈路方向的平面中傾斜，如由旋轉(zhuǎn)箭頭346a所示。類似地，第二馬達驅(qū)動器340b適于使得第二反射器320b或整個第二拋物面天線310b在基本上垂直于通信鏈路325方向的平面中圍繞主軸線xb旋轉(zhuǎn)，如由旋轉(zhuǎn)箭頭345b所示。第二馬達驅(qū)動器340b還適于使第二反射器320b或整個第二拋物面天線310b在包含通信鏈路方向的平面中傾斜，如由旋轉(zhuǎn)箭頭346b所示。

第一馬達驅(qū)動器340a連接到第一控制系統(tǒng)360a，并且第二馬達驅(qū)動器340b連接到第二控制系統(tǒng)360b。第一控制系統(tǒng)360a適于控制第一馬達驅(qū)動器340a，并且因此控制第一反射器320a或整個第一拋物面天線310a的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜，或第二控制系統(tǒng)360b適于控制第二馬達驅(qū)動器340b，并且因此控制第二反射器320b或整個第二拋物面天線310b的旋轉(zhuǎn)和/或傾斜。

圖7示出主輻射器330a的詳細視圖。在本公開的該方面，主輻射器330a、330b包括輻射振子332a、332b的至少一個陣列。輻射振子332a是單獨且獨立可控和可尋址的。這意味著輻射振子332的相位和振幅可通過精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)370a獨立尋址，或者可在輻射振子332的子集中尋址。

主收發(fā)器371a包括用于向主輻射器330a的輻射振子發(fā)射信號的主功率放大器和用于從主輻射器330a的輻射振子接收信號的主低噪聲放大器。因此，主收發(fā)器耦合到主饋送網(wǎng)絡(luò)372a，該主饋送網(wǎng)絡(luò)將主收發(fā)器連接到主輻射器330a的相應天線振子。

輔助收發(fā)器373a包括用于向主輻射器330a的輻射振子發(fā)射信號的輔助功率放大器和用于從主輻射器330a的輻射振子接收信號的輔助低噪聲放大器。因此，輔助收發(fā)器373a耦合到輔助饋送網(wǎng)絡(luò)374a，該輔助饋送網(wǎng)絡(luò)將輔助收發(fā)器連接到主輻射器330a的相應天線振子。

輔助收發(fā)器373a和相應的輔助饋送網(wǎng)絡(luò)374a平行于主收發(fā)器371a和相應的主饋送網(wǎng)絡(luò)372a布置。

主饋送網(wǎng)絡(luò)372a和輔助饋送網(wǎng)絡(luò)374a適于通過改變饋送信號的相位和振幅或者通過打開或關(guān)閉天線振子來形成靈活的輻射波束。

輔助收發(fā)器373a是所述精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)370a的一部分。

參考如圖6中所示的天線系統(tǒng)，圖8示出對準方法的工作流程，現(xiàn)在將對其進行描述。

在第一步驟s3200中，將第一拋物面天線310a和第二拋物面天線310b豎立在它們的位置處。這些位置在彼此的視線之內(nèi)，并且第一反射器320a和第二反射器320a將安裝在連接到第一馬達驅(qū)動器340a和第二馬達驅(qū)動器340a的安裝件上。

然后將發(fā)射對準波束，并且在步驟s3210中，兩個控制系統(tǒng)360a和360b將開始第一反射器320a和第二反射器320b中至少一個的旋轉(zhuǎn)和可能的傾斜，以便將第一反射器320a和第二反射器320b彼此對準。

粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)342a、342b可以類似于天線系統(tǒng)5的粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)42a、42b或天線系統(tǒng)205的粗略調(diào)節(jié)系統(tǒng)242a、242b。第一控制系統(tǒng)360a和第二控制系統(tǒng)360b可例如使用迭代過程來確定接收功率較高的位置，直到確定兩個反射器320a、320b中至少一個的位置對應于最大接收功率。

一旦在步驟s3230中兩個控制系統(tǒng)360a和360b確定兩個反射器320a和320b彼此基本對準，使得通信鏈路325上的定向無線電波束被良好地接收，則在步驟s3240中兩個控制系統(tǒng)360a和360b可禁用其相應的馬達驅(qū)動器340a和340b。

現(xiàn)在假設(shè)，在粗略的機械對準之后，通過使用主輻射器330a經(jīng)由主收發(fā)器371a來交換和處理信號。

精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)370a調(diào)節(jié)主輻射器330a的主饋送網(wǎng)絡(luò)372a的相位和振幅，并且對于多個相位和振幅配置檢查來自輻射振子332a的信號質(zhì)量(步驟s3250)。當精細調(diào)節(jié)完成后，通過主收發(fā)器371a建立通信鏈路。

在一段時間之后，可能發(fā)生兩個天線310a和310b相對于彼此的未對準。

通過輔助收發(fā)器373a確定輔助饋送網(wǎng)絡(luò)374a的其它第二振幅和相位參數(shù)導致與主輻射器330的主饋送網(wǎng)絡(luò)372a的振幅和相位參數(shù)相比信號的信號質(zhì)量更好(步驟s3260)。通過改變輔助饋送網(wǎng)絡(luò)374a的振幅和相位參數(shù)來進行該確定，直到發(fā)現(xiàn)更好的相位和振幅。

因此，精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)370a的交換系統(tǒng)375a可決定對主收發(fā)器371a和輔助收發(fā)器373a的功能進行交換，并且利用具有更好相位和振幅參數(shù)的輔助饋送網(wǎng)絡(luò)374a將通信切換到輔助收發(fā)器373a(步驟s3270)。

在主收發(fā)器371a和輔助收發(fā)器373a正在使用中時，主收發(fā)器371a和輔助收發(fā)器373a的交換即時進行，因此避免丟失一些信號信息。一旦實現(xiàn)交換，主收發(fā)器371a就用于信號質(zhì)量調(diào)查，而輔助收發(fā)信機373a被用作主要收發(fā)器。

圖9示出具有可與圖6所示天線系統(tǒng)一起使用的精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)470a的主輻射器430a的另一示例。

主輻射器430a包括多個輻射振子432a，它們是單獨且獨立可控和可尋址的。

主收發(fā)器471a包括用于向主輻射器430a的輻射振子發(fā)射信號的主功率放大器和用于從主輻射器430a的輻射振子接收信號的主低噪聲放大器。因此，主收發(fā)器耦合到主饋送網(wǎng)絡(luò)472a，該主饋送網(wǎng)絡(luò)將主收發(fā)器連接到主輻射器430a的相應天線振子。

輔助收發(fā)器473a包括用于向主輻射器430a的輻射振子發(fā)射信號的輔助功率放大器和用于從主輻射器430a的輻射振子接收信號的輔助低噪聲放大器。因此，輔助收發(fā)器473a耦合到輔助饋送網(wǎng)絡(luò)474a，其將輔助收發(fā)器連接到主輻射器430a的相應天線振子。

輔助收發(fā)器473a和相應的輔助饋送網(wǎng)絡(luò)474a平行于主收發(fā)器471a和相應的主饋送網(wǎng)絡(luò)472a布置。

主饋送網(wǎng)絡(luò)472a和輔助饋送網(wǎng)絡(luò)474a適于通過改變饋送信號的相位和振幅或者通過打開或關(guān)閉天線振子來形成不同的輻射波束。

精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)470a檢查從輻射振子的輔助子集433a發(fā)射的信號質(zhì)量，并且交換系統(tǒng)475a可根據(jù)信號質(zhì)量檢查從主子集431a切換到輔助子集433a。

參考圖8描述的調(diào)節(jié)過程的步驟s3260和s3270可按如下變化。確定輻射振子432a的輔助子集433a與輻射振子432a的主子集431a相比導致更好的信號質(zhì)量?？梢允褂眯盘柕恼穹鶃泶_定信號質(zhì)量。

精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)470a的交換系統(tǒng)475a使主收發(fā)器471a和輔助收發(fā)器473a的功能交換。一旦進行了交換，則主收發(fā)器471a與輻射振子的主子集431a一起用于調(diào)查信號質(zhì)量，而輔助收發(fā)器473a與輻射振子的輔助子集431a結(jié)合用作主收發(fā)器。交換系統(tǒng)475a可包括輻射振子的主子集431a和輻射振子432a的輔助子集433a的交換矩陣。交換可在tdd(時分雙工)過程中的發(fā)射和接收間隔之間的間隔中進行。交換可在不到100ns的時間內(nèi)進行。

圖7的精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)370a適于調(diào)節(jié)主輻射器330a的輻射振子332a的相位和振幅參數(shù)，而與圖7的精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)370a相反，圖9的精細調(diào)節(jié)系統(tǒng)470適于從主子集431a或輔助子集433a中的一個交換到主子集431a或輔助子集433a中將導致更好信號質(zhì)量的另一個子集，以及反之亦然。

圖10示出可與圖6的天線系統(tǒng)一起使用的主輻射器的另一示例。在本公開的該方面中，主輻射器包括至少兩個喇叭元件532、535。

主收發(fā)器571耦合到主放大器572，并設(shè)計成將信號發(fā)送到第一喇叭元件532。輔助收發(fā)器573耦合到輔助放大器574，并設(shè)計成將信號發(fā)送到第二(輔助)喇叭元件535。喇叭元件的精細調(diào)節(jié)可通過使用致動器來完成。備選地，可以使用天線陣列來代替喇叭天線。

現(xiàn)在假設(shè)，在粗略的機械對準之后，信號經(jīng)由第一喇叭元件532被改變和處理。在一段時間之后，可能發(fā)生天線310a、310b相對于彼此的未對準。這可能是兩個天線310a、310b中的一個或兩個例如由于振動而稍微移動的情況。

確定第二喇叭元件535應被使用并且導致信號具有與第一喇叭元件532相比更好的信號質(zhì)量。

交換系統(tǒng)575執(zhí)行從第一喇叭元件532到第二(輔助)喇叭元件535的交換。交換可以在主收發(fā)器571和輔助收發(fā)器572正在使用時進行，因此避免在從第一喇叭元件532到第二(輔助)喇叭元件535切換期間丟失一些信號信息。一旦實現(xiàn)了交換，就可以關(guān)閉主收發(fā)器571。

如上所述，無線電波束的精細對準可在無線電波束正在通信鏈路25上發(fā)送的同時即時進行。