CN120222012A 一种介质超构透镜动中通天线控制系统及其控制方法

(19)国家知识产权局H01Q1/34(2006.01)(71)申请人广州司南技术有限公司工业一路一街5号(主楼3楼311)(74)专利代理机构广东信驰知识产权代理有限公司441117(54)发明名称一种介质超构透镜动中通天线控制系统及其控制方法本发明公开了一种介质超构透镜动中通天线控制系统及其控制方法，属于天线控制技术领述X轴偏移装置沿Y轴方向上设多个馈源天线，且各馈源天线的电磁波信号波束指向不重叠，同时根据在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量计算各馈源天线的预指向角度后，再根据最小波束辐射范围角度进行校正得到各馈源天线的最终指向角度，再结合防抖装置用于控制X轴偏移装置阵列的面向方位维持面向天空，实现多方向接馈源天线阵列馈源天线阵列X轴偏移装置阵列防抖装置21.一种介质超构透镜动中通天线控制系统，其特征防抖装置以及设于防抖装置上的X轴偏移装置阵列；所述X轴偏移装置阵列包括多个X轴偏移装置，并以单独的X轴偏移装置的方向为Y轴方各所述X轴偏移装置沿Y轴方向上设有多个馈源天线，且各馈源天线的电磁波信号波束所述X轴偏移装置用于控制所述馈源天线的指向，令在同一行的X轴方向上的馈源天线的电磁波信号波束不重叠地连续覆盖，且覆盖范围为180度；所述X轴偏移装置用于控制所述馈源天线的指向，具体为：以与X轴偏移装置阵列垂直的方向的指向角度为0度，并获取在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1;根据在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1计算各馈源天线的预指向角度D;根据数量C1利用均值计算获取令在同一行的X轴方向上的各馈源天线的波束辐射范围角度之和为180度的最小波束辐射范围角度Jmin;根据最小波束辐射范围角度，对各馈源天线的预指向角度进行校正，得到各馈源天线的最终指向角度DZ,根据各馈源天线的最终指向角度DZ控制对应馈源天线的指向；所述防抖装置包括：第一监测模块，用于实时监测X轴偏移装置阵列的当前面向方位；实际指向获取模块，用于根据X轴偏移装置阵列的当前面向方位结合当前X轴偏移装置控制的馈源天线的指向，获取各馈源天线的实际环境指向；分析模块，用于识别各实际环境指向中的环境信息与当前测X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息并进行比较，获取当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位，并判断当前X轴偏移装置阵列的当前面向方位是否与当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位一致，若不一致，则向万向节装置发送调整信号；万向节装置，用于在接受调整信号后将所述X轴偏移装置阵列的面向方位调整至所述最佳面向方位，具体为：获取X轴偏移装置阵列所在的载体的载体姿态信息；根据载体姿态信息获取旋转矩阵R;利用所述旋转矩阵分别将基于地球坐标系的当前面向方位和最佳面向方位转换为基于载体坐标系上的第一方位向量和第二方位向量；计算第一方位向量和第二方位向量之间的差值，并根据差值将X轴偏移装置阵列从当前面向方位调整至最佳面向方位。2.根据权利要求1所述的介质超构透镜动中通天线控制系统，其特征在于，所述根据在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1计算各馈源天线的预指向角度D,具体为：,n表示以从左至右的顺序中的第n个馈源天线。3.根据权利要求1所述的介质超构透镜动中通天线控制系统，其特征在于，所述根据数量C1利用均值计算获取令在同一行的X轴方向上的各馈源天线的波束辐射范围角度之和为180度的最小波束辐射范围角度Jmin,具体为：Jmin=180/C1。4.根据权利要求1所述的介质超构透镜动中通天线控制系统，其特征在于，所述根据最小波束辐射范围角度，对各馈源天线的预指向角度进行校正，得到各馈源天线的最终指向3角度DZ,具体为：若D<0,则DZ=D+Jmin/2;若D=0,则DZ=0;若D>0,则DZ=D-Jmin/2。5.根据权利要求1所述的介质超构透镜动中通天线控制系统，其特征在于，所述载体姿所述旋转矩阵R,R=R1·R2·R3,R1表示俯仰旋转矩阵，R2表示横滚旋转矩阵，R3表示偏航旋转矩阵；第一方位向量和第二方位向量的获取方式为：V12=V11·R,V22=V21·R,V12和V22分别表示基于载体坐标系上的第一方位向量和第二方位向量，V11和V21分别表示基于地球坐标系上的当前面向方位和最佳面向方位。6.根据权利要求1所述的介质超构透镜动中通天线控制系统，其特征在于，所述分析模块包括第一环境分析单元、第二环境分析单元和比较分析单元；所述第一环境分析单元，用于获取当前各实际环境指向的环境信息，并分析各环境信息是否存在遮挡物，若环境信息中存在遮挡物，则将对应的馈源天线标记为异常天线并统计其数量为C2;所述第二环境分析单元，用于分析当前X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息，获取多个无遮挡天空方位，从中获取令最多馈源天线的实际环境指向的环境信息中无遮挡物存在的无遮挡天空方位，并作为预调整方位；所述比较分析单元，用于预分析将X轴偏移装置阵列调整至面向所述预调整方位后的所存在的异常天线的数量C3,若C3大于或等于C2,则无需调整X轴偏移装置阵列的面向方位，若C3小于C2,则将所述预调整方位作为当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位。7.根据权利要求1所述的介质超构透镜动中通天线控制系统，其特征在于，各所述馈源天线均包含光子晶体透镜阵列，用于对所述馈源天线产生的电磁波信号进行波束赋型。8.一种介质超构透镜动中通天线控制方法，应用于如权利要求1至7任一项所述的介质将多个设有多个馈源天线的X轴偏移装置组成X轴偏移装置阵列，并以单独的X轴偏移装置的方向为Y轴方向，以各X轴偏移装置的排列方向为X轴方向，将X轴偏移装置阵列设于防抖装置上；利用X轴偏移装置控制所述馈源天线的指向以及利用防抖装置控制所述X轴偏移装置阵列的面向方位维持面向天空：所述利用X轴偏移装置控制所述馈源天线的指向，具体为：以与X轴偏移装置阵列垂直的方向的指向角度为0度，并获取在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1;根据在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1计算各馈源天线的预指向角度D;根据数量C1利用均值计算获取令在同一行的X轴方向上的各馈源天线的波束辐射范围角度之和为180度的最小波束辐射范围角度Jmin;根据最小波束辐射范围角度，对各馈源天线的预指向角度进行校正，得到各馈源天线的最终指向角度DZ,根据各馈源天线的最终指向角度DZ控制对应馈源天线的指向。9.根据权利要求8所述的介质超构透镜动中通天线控制方法，其特征在于，所述利用防抖装置控制所述X轴偏移装置阵列的面向方位维持面向天空，具体包括：4根据X轴偏移装置阵列的当前面向方位结合当前X轴偏移装置控制的馈源天线的指向，获取各馈源天线的实际环境指向；识别各实际环境指向中的环境信息与当前测X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息并进行比较，获取当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位；通过防抖装置中的万向节装置将所述X轴偏移装置阵列的面向方位调整至所述最佳面向方位。10.根据权利要求9所述的介质超构透镜动中通天线控制方法，其特征在于，所述识别各实际环境指向中的环境信息与当前测X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息并进行比获取当前各实际环境指向的环境信息，并分析各环境信息是否存在遮挡物，若环境信息中存在遮挡物，则将对应的馈源天线标记为异常天线并统计其数量为C2;分析当前X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息，获取多个无遮挡天空方位，从中获取令最多馈源天线的实际环境指向的环境信息中无遮挡物存在的无遮挡天空方位，并作为预调整方位；预分析将X轴偏移装置阵列调整至面向所述预调整方位后的所存在的异常天线的数量C3,若C3大于或等于C2,则无需调整X轴偏移装置阵列的面向方位，若C3小于C2,则将所述预调整方位作为当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位。5一种介质超构透镜动中通天线控制系统及其控制方法技术领域[0001]本发明涉及天线控制技术领域，特别是一种介质超构透镜动中通天线控制系统及其控制方法。背景技术[0002]动中通天线，也称为动态通天线或移动天线，是一种专门设计用于在移动状态下维持与卫星或其他信号源的稳定通信的天线系统。与传统静态天线不同，动中通天线能够在载体(如车辆、船舶或飞机)移动时，自动调整其指向以确保始终能够接收到信号并保持与目标的连接。[0003]然而，目前动中通天线载体，在上坡、下坡、凹地等地形天线信号被地形或其他遮挡物阻挡时，存在通信中断或失联的问题。发明内容[0004]本发明为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种介质超构透镜动中防抖装置以及设于防抖装置上的X轴偏移装置阵列；所述X轴偏移装置阵列包括多个X轴偏移装置，并以单独的X轴偏移装置的方向为Y各所述X轴偏移装置沿Y轴方向上设有多个馈源天线，且各馈源天线的电磁波信号波束指向不重叠；所述X轴偏移装置用于控制所述馈源天线的指向，令在同一行的X轴方向上的馈源天线的电磁波信号波束不重叠地连续覆盖，且覆盖范围为180度；所述X轴偏移装置用于控制所述馈源天线的指向，具体为：以与X轴偏移装置阵列垂直的方向的指向角度为0度，并获取在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1;根据在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1计算各馈源天线的预指向角度D;根据数量C1利用均值计算获取令在同一行的X轴方向上的各馈源天线的波束辐射范围角度之和为180度的最小波束辐射范围角度Jmin;根据最小波束辐射范围角度，对各馈源天线的预指向角度进行校正，得到各馈源天线的最终指向角度DZ,根据各馈源天线的最终指向角度DZ控制对应馈源天线的指向；所述防抖装置包括第一监测模块、实际指向获取模块、分析模块和万向节装置；第一监测模块，用于监测X轴偏移装置阵列的当前面向方位；实际指向获取模块，用于根据X轴偏移装置阵列的当前面向方位结合当前X轴偏移装置控制的馈源天线的指向，获取各馈源天线的实际环境指向；分析模块，用于识别各实际环境指向中的环境信息与当前测X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息并进行比较，获取当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位；6万向节装置，用于将所述X轴偏移装置阵列的面向方位调整并维持至所述最佳面取旋转矩阵R;利用所述旋转矩阵分别将基于地球坐标系的当前面向方位和最佳面向方位天线的波束辐射范围角度之和为180度的最小波束辐射范围角度Jmin,具体为：Jmin=180/所述第一环境分析单元，用于获取当前各实际环境指向所述比较分析单元，用于预分析将X轴偏移装置阵列调整至面向所述预调整方位后的所存在的异常天线的数量C3,若C3大于或等于C2,则无需调整X轴偏移装置阵列的面向将多个设有多个馈源天线的X轴偏移装置组成X轴偏移装置阵列，并以单独的X轴利用X轴偏移装置控制所述馈源天线的指向以及利用防抖装置控制所述X轴偏移7装置阵列的面向方位维持面向天空：所述利用X轴偏移装置控制所述馈源天线的指向，具体为：以与X轴偏移装置阵列垂直的方向的指向角度为0度，并获取在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1;根据在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1计算各馈源天线的预指向角度D;根据数量C1利用均值计算获取令在同一行的X轴方向上的各馈源天线的波束辐射范围角度之和为180度的最小波束辐射范围角度Jmin;根据最小波束辐射范围角度，对各馈源天线的预指向角度进行校正，得到各馈源天线的最终指向角度DZ,根据各馈源天线的最终指向角度DZ控制对应馈源天线的指向。[0012]进一步地，所述利用防抖装置控制所述X轴偏移装置阵列的面向方位维持面向天根据X轴偏移装置阵列的当前面向方位结合当前X轴偏移装置控制的馈源天线的指向，获取各馈源天线的实际环境指向；识别各实际环境指向中的环境信息与当前测X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息并进行比较，获取当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位；通过防抖装置中的万向节装置将所述X轴偏移装置阵列的面向方位调整至所述最佳面向方位。[0013]进一步地，所述识别各实际环境指向中的环境信息与当前测X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息并进行比较，获取当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位，具体包括：获取当前各实际环境指向的环境信息，并分析各环境信息是否存在遮挡物，若环境信息中存在遮挡物，则将对应的馈源天线标记为异常天线并统计其数量为C2;分析当前X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息，获取多个无遮挡天空方位，从中获取令最多馈源天线的实际环境指向的环境信息中无遮挡物存在的无遮挡天空方位，并作为预调整方位；预分析将X轴偏移装置阵列调整至面向所述预调整方位后的所存在的异常天线的数量C3,若C3大于或等于C2,则无需调整X轴偏移装置阵列的面向方位，若C3小于C2,则将所述预调整方位作为当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位。本发明通过设置多个X轴偏移装置，并在各所述X轴偏移装置沿Y轴方向上设多个馈源天线，且各馈源天线的电磁波信号波束指向不重叠，同时根据在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量计算各馈源天线的预指向角度后，再根据最小波束辐射范围角度进行校正得到各馈源天线的最终指向角度，再结合防抖装置用于控制X轴偏移装置阵列的面向方位维持面向天空，实现多方向接收信号并且调整保证有天线指向天空，多维度多方位实现动中通天线的通信连接，确保通信网络稳定。附图说明[0015]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，标示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。[0016]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现8有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0017]图1是本发明的一种介质超构透镜动中通天线控制系统的结构框图；图2是本发明沿X轴设有6个馈源天线的介质超构透镜动中通天线示意图；图3是本发明沿X轴设有8个馈源天线的介质超构透镜动中通天线示意图；图4是本发明沿X轴总共设有12个馈源天线的介质超构透镜动中通天线示意图；图5是本发明的设有两个防抖装置相互垂直的介质超构透镜动中通天线示意图。具体实施方式[0018]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一种该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。[0021]实施例一参阅图1所示，本发明提供了一种介质超构透镜动中通天线控制系统，具体包括：防抖装置以及安装于防抖装置上的X轴偏移装置阵列；所述偏移装置阵列包括多个X轴偏移装置，并以单独的X轴偏移装置的竖直方向为各所述X轴偏移装置沿Y轴方向上设有多个馈源天线，且各馈源天线的电磁波信号波束指向不重叠；所述X轴偏移装置用于控制所述馈源天线的指向，令在同一行的X轴方向上的馈源天线的电磁波信号波束不重叠地连续覆盖，且覆盖范围为180度；所述防抖装置用于控制所述X轴偏移装置阵列的面向方位维持面向天空；所述X轴偏移装置用于控制所述馈源天线的指向，具体为：以与X轴偏移装置阵列垂直的方向的指向角度为0度，并获取在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1;根据在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1计算各馈源天线的预指向角度D;根据数量C1利用均值计算获取令在同一行的X轴方向上的各馈源天线的波束辐射范围角度之和为180度的最小波束辐射范围角度Jmin;根据最小波束辐射范围角度，对各馈源天线的预指向角度进行校正，得到各馈源9[0023]所述根据在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1计算各馈源天线的预指向角[0024]比如，若在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1为2,则从左至右的馈源天线[0027]比如，若在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1为3,那么,令在同一行的轴方向上的各馈源天线的波束辐射范围角度之和为180度的最小波束辐射范围角度即为60分析模块，用于识别各实际环境指向中的环境信息与当前测X轴偏移装置阵列周万向节装置，用于将所述X轴偏移装置阵列的面向方位调整并维持至所述最佳面利用所述旋转矩阵分别将基于地球坐标系上的当前面向方位和最佳面向方位转计算第一方位向量和第二方位向量之间的差值，并根据差值将X轴偏移装置阵列从当前面向方位调整至最佳面向方位。[0032]所述当前面向方位和最佳面向方位均基于地球坐标系表示，地球坐标系通常以地心为原点，x轴指向本初子午线与赤道的交点，y轴指向东经90度与赤道的交点，z轴指向北极；载体坐标系以动中通天线于载体的所在位置为原点，x轴通常沿载体前进方向，z轴沿载体垂直向上方向。[0033]所述根据载体姿态信息获取旋转矩阵R=R1·R2·R3,R1表示俯仰旋转矩阵，R2表在一些实施例中：利用所述旋转矩阵分别将基于地球坐标系上的当前面向方位和最佳面向方位转R,V12和V22分别表示基于载体坐标系上的第一方位向量和第二方位向量，V11和V21分别表示基于地球坐标系上的当前面向方位和最佳面向方位。[0034]在一些实施例中，所述分析模块包括第一环境分析单元、第二环境分析单元和比较分析单元；所述第一环境分析单元，用于获取当前各实际环境指向的环境信息，并分析各环境信息是否存在遮挡物，若环境信息中存在遮挡物，则将对应的馈源天线标记为异常天线并统计其数量为C2;所述第二环境分析单元，用于分析当前X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息，获取多个无遮挡天空方位，从中获取令最多馈源天线的实际环境指向的环境信息中无遮挡物存在的无遮挡天空方位，并作为预调整方位；所述比较分析单元，用于预分析将X轴偏移装置阵列调整至面向所述预调整方位后的所存在的异常天线的数量C3,若C3大于或等于C2,则无需调整X轴偏移装置阵列的面向方位，若C3小于C2,则将所述预调整方位作为当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位。[0035]在一些实施例中，各所述馈源天线均包含光子晶体透镜阵列，用于对所述馈源天线产生的电磁波信号进行波束赋型。[0036]在一些实施例中，参阅图3所示，系统设置8个X轴偏移装置，沿对应X轴总共设有8个馈源天线，且每个X轴偏移装置沿对应Y轴设有4个馈源天线，波束角度可覆盖240度。[0037]在一些实施例中，参阅图4所示，系统设置6个X轴偏移装置，沿对应X轴总共设有12个馈源天线，且每个X轴偏移装置沿对应Y轴设有4个馈源天线，波束角度可覆盖240度，300度以及360度。11[0038]在一些实施例中，参阅图5所示，系统中设置了两个相互垂直的防抖装置，每个防抖装置上设置6个X轴偏移装置，沿对应防抖装置的X轴设有6个馈源天线，且每个X轴偏移装置沿对应防抖装置的Y轴设有4个馈源天线，波束角度可覆盖240度，300度以及360度。[0039]上述各实施例中的波束均可实现交叉避免，避免导致交叠带信号相互干扰从而导致信号减弱。本发明还提供了本发明提供了一种介质超构透镜动中通天线控制方法，具体包括以下步骤：S1、将多个设有多个馈源天线的X轴偏移装置组成X轴偏移装置阵列，并以单独的X轴偏移装置的方向为Y轴方向，以各X轴偏移装置的排列方向为X轴方向，将X轴偏移装置阵列设于防抖装置上；S2、利用X轴偏移装置控制所述馈源天线的指向以及利用防抖装置控制所述X轴偏移装置阵列的面向方位维持面向天空：所述利用X轴偏移装置控制所述馈源天线的指向，具体为：S211、以与X轴偏移装置阵列垂直的方向的指向角度为0度，并获取在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1;S212、根据在同一行的X轴方向上的馈源天线的数量C1计算各馈源天线的预指向角度D;S213、根据数量C1利用均值计算获取令在同一行的X轴方向上的各馈源天线的波束辐射范围角度之和为180度的最小波束辐射范围角度Jmin;S214、根据最小波束辐射范围角度，对各馈源天线的预指向角度进行校正，得到各馈源天线的最终指向角度DZ,根据各馈源天线的最终指向角度DZ控制对应馈源天线的指[0041]所述利用防抖装置控制所述X轴偏移装置阵列的面向方位维持面向天空，具体包S221、根据X轴偏移装置阵列的当前面向方位结合当前X轴偏移装置控制的馈源天线的指向，获取各馈源天线的实际环境指向；S222、识别各实际环境指向中的环境信息与当前测X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息并进行比较，获取当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位；S223、通过防抖装置中的万向节装置将所述X轴偏移装置阵列的面向方位调整至所述最佳面向方位。[0042]所述识别各实际环境指向中的环境信息与当前测X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息并进行比较，获取当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位，具体包括：获取当前各实际环境指向的环境信息，并分析各环境信息是否存在遮挡物，若环境信息中存在遮挡物，则将对应的馈源天线标记为异常天线并统计其数量为C2;分析当前X轴偏移装置阵列周围的天空环境信息，获取多个无遮挡天空方位，从中获取令最多馈源天线的实际环境指向的环境信息中无遮挡物存在的无遮挡天空方位，并作为预调整方位；预分析将X轴偏移装置阵列调整至面向所述预调整方位后的所存在的异常天线的数量C3,若C3大于或等于C2,则无需调整X轴偏移装置阵列的面向方位，若C3小于C2,则将所述预调整方位作为当前X轴偏移装置阵列的最佳面向方位。[0043]实施例三用集成电路、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的技术方案，存储器可采用只读存储器(Read0nlyMemory,ROM)、静态存储设备、动态存储设备或者随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM)等形式实现，用于存储计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，当处理器执行计算机指令时，电子设备执行如上述任意一种可能实现的方式的方法。本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，程序指令当被电子设备的处理器执行时，使处理器执行如上述任意一种可能实现的方式的方法。[0045]本发明的有益效果在于：本发明