[发明专利]一种波束跟踪装置、方法及天线系统

说明书

本申请实施例提供一种波束跟踪装置、方法及天线系统，涉及通信领域，实现快速且占用资源少的天线波束跟踪。本申请实施例提供的方案包括：检测器用于通过N个探测点，检测天线中N个预设位置的接收信号强度；处理器根据检测器发送的N个接收信号强度值的强弱关系、及预设切换规则，切换天线的工作状态，进行波束跟踪。本申请用于波束跟踪。

技术领域

本申请涉及通信领域，尤其涉及一种波束跟踪装置、方法及天线系统。

背景技术

在长距离微波通信中，通常使用高增益天线以保证网络性能。而高增益天线在工程上的安装对准非常费时费力，并且在大风环境容易因为塔摇晃导致业务中断。因此要求天线能够自动判断来波方向(英文全称：Direction Of Arrival，DOA)进行波束自动跟踪，以便安装对准和抗风摇晃。

通常，通过阵列天线实现波束扫描，但在长距离微波通信应用场景下，阵列天线由于使用多个通道，导致天线整体成本及功耗过高，并且难以满足天线模板。当前，采用射频开关切换通道连接的馈源阵列加抛物面的方式设计天线，来实现成本和性能的折中，以克服阵列天线所带来的不足。

而在射频开关切换通道连接的馈源阵列加抛物面的方式设计的天线中，采用周期性探测的方式判断来波方向以实现波束跟踪。即利用某个空闲时间片轮循检测馈源阵列所有工作状态对应的波束方向上的信号强度，信号强度大的方向认为是来波方向进行模式跟踪。由于馈源阵列中包括的馈源数量较多，其工作状态是馈源阵列包括的馈源的不同组合，所以工作状态的数量更多，导致判断来波方向的过程耗时长，检测缓慢，进而导致工程使用时波束跟踪耗时长，使用不便。并且周期性探测带来了大量的轮训开销，大量占用了天线的资源。

发明内容

本申请实施例提供一种波束跟踪装置、方法及天线系统，解决了波束跟踪耗时长、占用资源的问题。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

本申请的第一方面，提供一种波束跟踪装置，该装置包括N个探测点、与N个探测点连接的检测器、与检测器连接的处理器；N大于1。检测器用于通过N个探测点，检测天线中N个预设位置的接收信号强度，并向处理器发送检测到的N个接收信号强度值；处理器用于根据检测器发送的N个接收信号强度值的强弱关系、及预设切换规则，切换天线的工作状态，进行波束跟踪；其中，预设切换规则包括N个预设位置接收信号强度值的强弱关系与天线工作状态的对应关系；工作状态为天线中通道与馈源的连接关系。

本申请提供的波束跟踪装置，通过设置探测点检测N个预设位置的接收信号强度，再根据检测的N个接收信号强度值的强弱关系及预设切换规则实现波束跟踪。也就是说，通过本申请提供的波束跟踪装置进行波束跟踪，只需探测预设位置的信号强度，及可以实现准确的波束跟踪；由于探测预设位置的信号强度实现简单、用时短，且无需占用大量的天线资源，因此，本申请提供的波束跟踪装置实现了快速且占用资源少的天线波束跟踪。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，上述天线可以包括开关切换馈源阵列加抛物面天线。开关切换馈源阵列加抛物面天线包括M个通道、M个单刀多掷开关及馈源阵列。M个通道分别与M个单刀多掷开关的不动端连接，M个单刀多掷开关的动端选择馈源阵列中不同的馈源阵列组；M大于1。

结合第一方面或上述任一种可能的实现方式，在一种可能的实现方式中，N个预设位置可以为天线中的N个通道。

结合第一方面或上述任一种可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，N个预设位置可以为所述天线包括的馈源阵列的N个不同位置。当天线为开关切换馈源阵列加抛物面天线，N个预设位置为开关切换馈源阵列加抛物面天线中馈源阵列的N个不同位置时，若馈源阵列为四边形分布时，N为4；N个预设位置分别分布在馈源阵列的四个边上，或者，N个预设位置包括馈源阵列的四个顶点。通过将预设位置部署在馈源阵列四周，以实现精确检测馈源阵列的接收信号强度，进而精确实现波束跟踪。