[发明专利]确定整体电磁远场方向图的方法和系统

说明书

本发明涉及确定整体电磁远场方向图的方法和系统。一种方法，包括：基于单独的逐个元件，确定用于多个天线元件的每个辐射元件的归一化远场方向图。多个天线元件与相控阵天线相关联。该方法还包括基于单独的归一化元件远场方向图并且基于与感兴趣的位置相关联的波束形成参数确定用于相控阵天线的整体电磁远场方向图。整体电磁远场方向图可用于确定在感兴趣的位置处从相控阵天线传输的信号的信号强度。方法还包括基于整体电磁远场方向图确定相控阵天线与次级通信装置之间的隔离。该方法进一步包括生成表示隔离的输出。

技术领域

本公开内容涉及利用任意波束形成和转向特性的相控阵天线的电磁场方向图的合成。

背景技术

安装在飞机、船舶甚至汽车上的通信系统需要电磁兼容性和无干扰操作。另外，在航天工业内，联邦航空管理局(FAA)要求通信系统符合托管系统互操作性的某些规则标准。作为非限制性实例，飞机系统可包括提供空中交通管制(ATC)通信或航行服务的主传输/接收设备以及提供宽带娱乐服务的次级系统。因此，FAA规则在提供ATC通信/航行服务(例如，航行相控阵天线)的主系统/装置与次级通信装置(例如，第二相控阵天线或单天线)之间需要足够的天线到天线隔离(例如，衰减)。

主通信装置(例如，主相控阵天线)与次级通信装置之间的隔离随着主相控阵天线的波束形成和转向特性而变化。隔离评价不仅基于假设主相控阵天线在次级通信装置处直接传输波束的“最坏情况”的方案，而且基于第二通信装置处的每个可能的波束形状和方向。这允许FAA或相控阵天线运营商设置规则，停止机械/软件，或者改变限制主相控阵天线可以发射到的地方以及允许什么类型的波束形状的设计。“远场方向图”是用于天线的波束形状和方向的电磁术语。“整体远场方向图”表示本公开内容中的相控阵天线的波束形状和方向。整体远场方向图是确定主相控阵天线与次级通信装置之间的隔离的一个参数。然而，在隔离计算中，确定整体远场方向图是一个耗时且劳动密集型过程。存在用于相控阵天线的许多可能的波束形状和方向。测量或计算每个可能的整体远场方向图(例如，波束形状和方向)是困难且耗时的。

发明内容

根据本公开内容的一个实现方式，一种方法包括基于单独的逐个元件，确定用于多个天线元件的每个辐射元件的归一化远场方向图。多个天线元件与相控阵天线相关联。该方法还包括基于单独的归一化元件远场方向图并且基于与感兴趣的位置相关联的波束形成参数确定用于相控阵天线的整体电磁远场方向图。整体电磁远场方向图可用于确定从相控阵天线传输的信号在感兴趣的位置处的信号强度。该方法还包括基于整体电磁远场方向图确定相控阵天线与次级通信装置之间的隔离。该方法进一步包括生成表示隔离的输出。

根据本公开内容的另一个实现方式，一种系统包括相控阵天线以及耦接至相控阵天线的处理器。相控阵天线包括多个天线元件。该处理器被配置为基于单独的逐个元件确定用于多个天线元件的每个辐射元件的归一化远场方向图。该处理器进一步被配置为基于单独的归一化电磁远场方向图并且基于与感兴趣的位置相关联的波束形成参数确定用于相控阵天线的整体电磁远场方向图。整体电磁远场方向图可用于确定从相控阵天线传输的信号在感兴趣的位置处的信号强度。该处理器还被配置为基于整体电磁远场方向图确定相控阵天线与次级通信装置之间的隔离。该处理器进一步被配置为生成表示隔离的输出。

根据本公开内容的另一个实现方式，非易失性计算机可读介质包括这样的指令：当通过处理器执行时使得处理器执行包括基于单独的逐个元件，确定用于多个天线元件的每个辐射元件的归一化远场方向图的操作。多个天线元件与相控阵天线相关联。所述操作还包括基于单独的归一化元件远场方向图并且基于与感兴趣的位置相关联的波束形成参数确定用于相控阵天线的整体电磁远场方向图。整体电磁远场方向图可用于确定从相控阵天线传输的信号在感兴趣的位置处的信号强度。该操作还包括基于整体电磁远场方向图确定相控阵天线与次级通信装置之间的隔离。该操作进一步包括生成表示隔离的输出。