測量天線方位角與俯仰角的方法、裝置和系統的製作方法
2023-05-26 01:10:16 2
專利名稱：測量天線方位角與俯仰角的方法、裝置和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種測量天線方位角與俯仰角的方法、裝置和系統。
背景技術：
目前，天線是無線通信網絡中的重要設備，作為天線參數的天線方位角與俯仰角同樣極其重要，影響網絡性能。具體地，在網絡建設中，需要按照預先設計的天線方位角與俯仰角安裝天線設備；在網絡優化中，需要優化設計天線方位角與俯仰角、重新調整天線設備。由於在天線的安裝或調整中的某些錯誤，預先設計的天線方位角與俯仰角可能得不到正確應用，因此，需要測量實際安裝的天線方位角與俯仰角，通過與設計值比較，對天線方位角與俯仰角與預先設計不同的天線進行調整從而進一步改善網絡性能。現有技術通常採用人工攜帶工具測量天線方位角與俯仰角，耗費人力與時間。
發明內容
本發明的實施例提供一種測量天線方位角與俯仰角的方法、裝置和系統，實現自動測量天線方位角與俯仰角，更加方便。為解決上述技術問題，本發明實施例採用如下技術方案一種測量天線方位角與俯仰角的方法，包括獲取信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差；獲取所述信號源的位置；根據所述信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差、所述信號源的位置以及所述天線的至少一對測量陣子之間的距離計算出所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向；根據所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與天線輻射面方向的角度關係計算出所述天線方位角與俯仰角。一種測量天線方位角與俯仰角的裝置，包括波程差獲取單元，用於獲取信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差；信號源位置獲取單元，用於獲取所述信號源的位置；計算單元，用於根據所述信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差、 所述信號源的位置以及所述天線的至少一對測量陣子之間的距離計算出所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向；根據所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與天線輻射面方向的角度關係計算出所述天線的方位角與俯仰角。一種測量天線方位角與俯仰角的系統，包括上述的測量天線方位角與俯仰角的裝置；天線；信號源；天線的至少一對測量陣子，用於接收所述信號源發送的信號；
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其中，所述天線的測量陣子中每對測量陣子為兩個相互平行的測量陣子；所述至少一對測量陣子中每對測量陣子為兩個相互平行的測量陣子；所述至少一對測量陣子中每對測量陣子的中心連線方向與所述天線輻射面方向平行；或者，所述至少一對測量陣子中每對測量陣子的中心連線方向與所述天線輻射面方向垂直且至少兩對天線測量陣子的中心連線方向不平行。本發明實施例通過測量天線的測量陣子與信號源之間的波程差以及信號源的位置，即可計算得到天線方位角與俯仰角，與現有技術通常採用人工攜帶工具測量天線方位角與俯仰角相比，減少了人力和時間的浪費，實現自動測量天線方位角與俯仰角，更加方便。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明測量天線方位角與俯仰角的方法的一個實施例的流程圖；圖2為本發明實施例提供的一種測量天線方位角與俯仰角的方法的示意圖；圖3為本發明實施例提供中定義天線方位角與俯仰角的示意圖；圖4為本發明測量天線方位角與俯仰角的方法的另一個實施例的流程圖；圖5為本發明實施例提供的一種測量天線方位角與俯仰角的裝置示意圖；圖6為本發明實施例提供的一種測量天線方位角與俯仰角的系統示意圖；圖7為本發明實施例提供的一種測量天線方位角與俯仰角的系統中計算單元設置在天線端的示意圖。附圖標記說明1-天線；11-測量陣子；12-每對測量陣子的中心連線；13-天線輻射面的方向； 2-信號源；3-波程差獲取單元；4-信號源位置獲取單元；5-計算單元；6-陣子位置獲取單兀。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。應當明確，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例一本發明實施例提供一種測量天線方位角與俯仰角的方法，如圖1所示，包括以下步驟
步驟101，獲取信號源與天線的至少一對測量陣子之間的波程差；具體地，如圖2所示，首先測量信號源2與天線1的至少一對測量陣子11之間的接收信號時差，根據上述接收信號時差和信號傳播速率計算波程差，波程差=接收信號時差X信號傳播速率。也可以通過測量信號源2與天線1的至少一對測量陣子11之間的接收相位差，根
據上述相位差、波長計算波程差，波程差=波長。
2π步驟102，獲取信號源的位置；步驟103，根據信號源與天線的至少一對測量陣子之間的波程差、信號源的位置以及所述天線的至少一對測量陣子之間的距離計算出天線的至少一對測量陣子的中心連線方向；在空間直角坐標系中，定義天線1的至少一對測量陣子11的中心連線12的直線方程為
權利要求
1.一種測量天線方位角與俯仰角的方法，其特徵在於，包括 獲取信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差； 獲取所述信號源的位置；根據所述信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差、所述信號源的位置以及所述天線的至少一對測量陣子之間的距離計算出所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向；根據所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與天線輻射面方向的角度關係計算出所述天線方位角與俯仰角。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在根據所述信號源相對於與所述天線的至少一對天線測量陣子之間的波程差、所述信號源的位置以及所述天線的至少一對測量陣子之間的距離計算出所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向之前，還包括獲取所述天線的至少一對測量陣子中心的位置。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向向量為(mx，my, mz)，由以下方程組計算出m2 + m2 + m2 = 1χyζ(Xtl-XaK+(ytl -ya)my +(Ztl -z)mz-Xa)2 +(Υη~Υ3)2 +( J2(Xtr -XaK +(Ytr -ya)rny +(Ztr -z)mz 令V(xtr -xJ +(L -父)2 +( ~ZJ.m其中，L 為所述信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差；0cte，yte，zJ為所述信號源的位置矢量，用於表示所述信號源的位置；dm為天線的至少一對天線測量陣子之間的距離；Ua，ya，za)為所述天線的至少一對測量陣子中心的位置矢量，用於表示所述天線的至少一對測量陣子中心的位置；r表示所述信號源的位置數；當所述天線的至少一對測量陣子中心的位置矢量(xa，ya, za)未知時，所述信號源的位置數r為大於等於5的整數； 或者，當所述天線的至少一對測量陣子中心的位置矢量(xa，ya，za)已知時，所述信號源的位置數r為大於等於2的整數。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，當所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與所述天線輻射面方向垂直時，分別獲取所述信號源與天線的至少一對測量陣子中不平行的兩對測量陣子之間的波程差，並計算出所述天線的至少一對測量陣子中不平行的兩對測量陣子的中心連線方向向量，分別為(mx, my, mz)與(nx, ny, nz)；所述天線福射面的方向向量(px, py, pz) = (mzny-mynz, mxnz-mznx, mynx-mxny)； 或者，當所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與所述天線輻射面方向平行時，獲取所述信號源與天線的至少一對測量陣子中一對測量陣子之間的波程差，並計算出所述天線的至少一對測量陣子中一對測量陣子的中心連線方向向量為(mx，my，mz)； 所述天線輻射面的方向向量(Px，Py，Pz) = (mx，my，mz)；所述天線方位角
5.一種測量天線方位角與俯仰角的裝置，其特徵在於，包括波程差獲取單元，用於獲取信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差； 信號源位置獲取單元，用於獲取所述信號源的位置；計算單元，用於根據所述信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差、所述信號源的位置以及所述天線的至少一對測量陣子之間的距離計算出所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向；根據所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與天線輻射面方向的角度關係計算出所述天線的方位角與俯仰角。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特徵在於，還包括陣子位置獲取單元，用於獲取所述天線的至少一對測量陣子中心的位置。
7.根據權利要求4或5所述的裝置，其特徵在於， 所述計算單元具體用於由以下方程組計算出所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向向量(mx，my，mz)
8.根據權利要求7所述的裝置，其特徵在於，所述波程差獲取單元具體用於當所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與所述天線輻射面方向垂直時，分別獲取所述信號源與天線的至少一對測量陣子中不平行的兩對測量陣子之間的波程差；或者，當所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與所述天線輻射面方向平行時，獲取所述信號源與天線的至少一對測量陣子中一對測量陣子之間的波程差；所述計算單元還用於當所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與所述天線輻射面方向垂直時，計算出所述天線的至少一對測量陣子中不平行的兩對測量陣子的中心連線方向向量，分別為 (mx, my, mz)與(nx, ny, nz)；所述天線福射面的方向向量(Px，Py，Pz) = (mzny_mynz, mxnz_mznx, mynx-mxny)；或者，當所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與所述天線輻射面方向平行時，計算出所述天線的至少一對測量陣子中一對測量陣子的中心連線方向向量為(mx，my, mz)；所述天線輻射面的方向向量(Px，Py，Pz) = (mx，my，mz)；所述天線方位角
9. 一種測量天線方位角與俯仰角的系統，其特徵在於，包括如權利要6至8任意一項所述的測量天線方位角與俯仰角的裝置、天線和信號源，其中，所述天線設置有至少一對測量陣子，用於接收所述信號源發送的信號；所述至少一對測量陣子中每對測量陣子為兩個相互平行的測量陣子；所述至少一對測量陣子中每對測量陣子的中心連線方向與所述天線輻射面方向平行；或者，所述至少一對測量陣子中每對測量陣子的中心連線方向與所述天線輻射面方向垂直且至少兩對天線測量陣子的中心連線方向不平行。
全文摘要
本發明公開了一種測量天線方位角與俯仰角的方法、裝置和系統，涉及通信技術領域，實現自動測量天線方位角與俯仰角，更加方便。該方法包括獲取信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差；獲取所述信號源的位置；根據所述信號源與所述天線的至少一對測量陣子之間的波程差、所述信號源的位置以及所述天線的至少一對測量陣子之間的距離計算出所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向；根據所述天線的至少一對測量陣子的中心連線方向與天線輻射面方向的角度關係計算出所述天線方位角與俯仰角。
文檔編號G01C1/00GK102445177SQ20111028427
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月22日 優先權日2011年9月22日
發明者吳立昌 申請人:華為技術有限公司