天线的对准方法、装置及电子设备与流程

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种天线的对准方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.在微波通信系统和流余通信系统等通信系统中，两个站点只有在天线对准的情况下才能正常通信。天线对准是两个天线的最大辐射方向互相对准，从而使接收到对端天线的信号强度最大，保证两个站点之间的信号传输。
3.目前，两个站点之间的天线对准技术，多通过卫星定位获取对端的位置信息，或通过互联网络获取对端的位置信息，之后基于对端的位置信息，调整天线角度，实现天线对准。但在卫星信号受到干扰等无法直接获取对端位置信息的场景下，两个站点的天线难以实现对准，导致两个站点之间的通信受到影响。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种天线的对准方法、装置及电子设备，能够在不获取对端位置信息的情况下实现天线对准。
5.第一方面，本发明提供了一种天线的对准方法，包括：获取第一天线转动时的第一角速度，以及方位角误差阈值，方位角误差阈值为第一天线和第二天线对准时，两个天线的方位角最大误差；基于第一角速度和方位角误差阈值，确定第二天线转动时的第二角速度；以第二角速度转动第二天线，检测第一天线发送的测试信号；在接收到测试信号时，停止转动第二天线；并向第一天线回复测试响应，以实现两个天线的对准。
6.本发明提供的天线的对准方法，通过获取方位角误差阈值，并基于第一天线的第一角速度和方位角误差阈值，确定第二天线的第二角速度，之后两个天线分别以第一角速度和第二角速度进行盲扫。在第二天线接收到第一天线发送的测试信号时，停止天线的转动，即可实现两个天线的对准。在该过程中，无需获取两个天线的位置信息，因此，本发明提供的天线的对准方法能够在不获取对端位置信息的情况下实现天线对准。
7.在一种可能的实现方式中，基于第一角速度和方位角误差阈值，确定第二天线转动时的第二角速度，包括：基于如下公式，确定第二天线转动时的第二角速度；
8.或，
9.其中，ω2为第二天线转动时的第二角速度，ω1为第一天线转动时的第一角速度，δθ为方位角误差阈值，t为转动时间。
10.在一种可能的实现方式中，向第一天线回复测试响应之后，对准方法还包括：确定第一天线和第二天线停止转动时的位置为基准位置；以第一步进角速度，在以第一天线的基准位置为中心的预设范围内，转动第一天线；在第一天线每一次步进后，以第二步进角速度，在以第二天线的基准位置为中心的预设范围内，转动第二天线；在第二天线转动过程
中，确定第一天线和第二天线之间信号强度最大的位置；将第二天线转动至信号强度最大的位置；在第一天线转动完成后，将第一天线和第二天线之间信号强度最大时，第一天线和第二天线的位置，确定为第一天线和第二天线的对准位置，以完成第一天线和第二天线之间的对准。
11.在一种可能的实现方式中，获取方位角误差阈值，包括：获取第一天线的波束宽度和第二天线的波束宽度；基于第一天线和第二天线的波束宽度，确定方位角误差阈值。
12.第二方面，本发明实施例提供了一种天线的对准装置，包括：通信模块和处理模块；通信模块，用于获取第一天线转动时的第一角速度，以及方位角误差阈值，方位角误差阈值为第一天线和第二天线对准时，两个天线的方位角最大误差；处理模块，用于基于第一角速度和方位角误差阈值，确定第二天线转动时的第二角速度；以第二角速度转动第二天线，检测第一天线发送的测试信号；在接收到测试信号时，停止转动第二天线；并向第一天线回复测试响应，以实现两个天线的对准。
13.在一种可能的实现方式中，处理模块，具体用于基于如下公式，确定第二天线转动时的第二角速度；
14.或，
15.其中，ω2为第二天线转动时的第二角速度，ω1为第一天线转动时的第一角速度，δθ为方位角误差阈值，t为转动时间。
16.在一种可能的实现方式中，处理模块，还用于确定第一天线和第二天线停止转动时的位置为基准位置；以第一步进角速度，在以第一天线的基准位置为中心的预设范围内，转动第一天线；在第一天线每一次步进后，以第二步进角速度，在以第二天线的基准位置为中心的预设范围内，转动第二天线；在第二天线转动过程中，确定第一天线和第二天线之间信号强度最大的位置；将第二天线转动至信号强度最大的位置；在第一天线转动完成后，将第一天线和第二天线之间信号强度最大时，第一天线和第二天线的位置，确定为第一天线和第二天线的对准位置，以完成第一天线和第二天线之间的对准。
17.在一种可能的实现方式中，通信模块，具体用于获取第一天线的波束宽度和第二天线的波束宽度；处理模块，还用于基于第一天线和第二天线的波束宽度，确定方位角误差阈值。
18.第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，该存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于调用并运行所述存储器中存储的计算机程序，执行如上第一方面或第一方面中任一种可能的实现方式所述的方法。
19.第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面中任一种可能的实现方式所述方法的步骤。
20.上述第二方面至第四方面中任一种设计所带来的技术效果可以参见第一方面或第一方面中对应的实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
22.图1是本发明实施例提供的一种天线的对准方法的流程示意图；
23.图2是本发明实施例提供的另一种天线的对准方法的流程示意图；
24.图3是本发明实施例提供的一种天线的对准装置的结构示意图；
25.图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
26.以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
27.在本发明的描述中，除非另有说明，“/”表示“或”的意思，例如，a/b可以表示a或b。本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。此外，“至少一个”“多个”是指两个或两个以上。“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
28.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。
29.此外，本技术的描述中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块，而是可选的还包括其他没有列出的步骤或模块，或可选的还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
30.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图通过具体实施例来进行说明。
31.如背景技术所述，目前的天线对准技术在无法获取对端位置信息的情况下，难以实现两个天线之间的对准。
32.为解决上述技术问题，如图1所示，本发明实施例提供了一种天线的对准方法，该对准方法的执行主体为天线的对准装置，该对准方法包括步骤s101-s104。
33.s101、对准装置获取第一天线转动时的第一角速度，以及方位角误差阈值。
34.其中，方位角误差阈值为第一天线和第二天线对准时，两个天线的方位角最大误差。
35.需要说明的是，在两个天线的方位角误差小于方位角误差阈值时，两个天线之间可以能够进行信号传输。示例性的，假设方位角误差阈值为3
°
，则第一天线的方位角与第二
天线的方位角之间的误差在
±3°
内时，第一天线和第二天线可以进行信号传输，也即，第二天线可以接收到第一天线发送的测试信号，第一天线可以接收到第二天线回复的测试响应。
36.在一些实施例中，天线的方位角用于表示天线的朝向角度或最大辐射方向。示例性的，假设天线的最大辐射方向为90
°
，则天线的方位角也为90
°
。又一示例性的，假设天线的最大辐射方向从90
°
转动到100
°
，则天线的方位角从90
°
转动到100
°
。
37.在一些实施例中，天线的方位角误差，是指天线的最大辐射方向之间的误差。示例性的，假设第一天线的方位角为90
°
，第二天线的方位角为180
°
时，两个天线的最大辐射方向相反，方位角误差阈值为3
°
，则第一天线的方位角为90
°
，第二天线的方位角为177
°
～183
°
时，两个天线为对准状态；或者，第一天线的方位角为87
°
～93
°
，第二天线的方位角为180
°
时，两个天线为对准状态。
38.作为一种可能的实现方式，对准装置可以获取第一天线的波束宽度和第二天线的波束宽度；基于第一天线和第二天线的波束宽度，确定方位角误差阈值。
39.在一些实施例中，天线的波束宽度为在天线的最大辐射方向两侧，辐射功率下降3db的两个方向之间的夹角。示例性的，天线的波束宽度包括水平波束宽度。例如，天线的波束宽度为3
°
。
40.作为一种可能的实现方式，对准装置可以将第一天线转动时的第一角速度预先存储在存储器中，以便于对准装置在获取第一角速度时，直接从存储器中读取。
41.s102、对准装置基于第一角速度和方位角误差阈值，确定第二天线转动时的第二角速度。
42.作为一种可能的实现方式，对准装置可以基于如下公式，确定第二天线转动时的第二角速度；
43.或，
44.其中，ω2为第二天线转动时的第二角速度，ω1为第一天线转动时的第一角速度，δθ为方位角误差阈值，t为转动时间。
45.示例性的，第二天线转动时的第二角速度可以为或者还可以为本技术对此不作限定。
46.需要说明的是，当第一天线转动一圈时，第二天线的转动角度在方位角误差阈值内时，可以保证若在转动过程存在对准位置，第二天线能够接收到第一天线在任意角度发送的测试信号。或者，当第二天线转动一圈时，第一天线的转动角度在方位角误差阈值内时，可以保证若在转动过程存在对准位置，第二天线在任意角度均能接收到第一天线发送的测试信号。
47.s103、对准装置以第二角速度转动第二天线，检测第一天线发送的测试信号。
48.作为一种可能的实现方式，第一天线在转动过程中，可以周期性的发送信号。示例
性的第一天线可以每转动1
°
，发送一次测试信号。从而对准装置可以在转动过程中，检测第一天线发送的测试信号。
49.s104、在接收到测试信号时，对准装置停止转动第二天线；并向第一天线回复测试响应，以实现两个天线的对准。
50.可以理解的是，对准装置接收到测试信号，表示第一天线和第二天线可以进行信号传输，也即，第一天线和第二天线的方位角误差小于方位角误差阈值。如此，可实现两个天线的对准。
51.在一些实施例中，测试响应可以用于指示第一天线停止转动，或者，用于通知第一天线测试信号接收成功。从而第一天线在接收到测试响应后，可以停止转动，并与第二天线进行信号传输，以实现两个天线的对准。
52.本发明提供的天线的对准方法，通过获取方位角误差阈值，并基于第一天线的第一角速度和方位角误差阈值，确定第二天线的第二角速度，之后两个天线分别以第一角速度和第二角速度进行盲扫。在第二天线接收到第一天线发送的测试信号时，停止天线的转动，即可实现两个天线的对准。在该过程中，无需获取两个天线的位置信息，因此，本发明提供的天线的对准方法能够在不获取对端位置信息的情况下实现天线对准。
53.需要说明的是，第一天线和第二天线盲扫结束，第一天线和第二天线之间可以进行信号传输，对准装置可以基于第一天线和第二天线停止转动时的位置，进行两个天线的精对准。
54.可选的，如图2所示，步骤s104之后，本发明提供的天线的对准方法还包括步骤s201-s204。
55.s201、对准装置确定第一天线和第二天线停止转动时的位置为基准位置。
56.s202、对准装置以第一步进角速度，在以第一天线的基准位置为中心的预设范围内，转动第一天线。
57.s203、对准装置在第一天线每一次步进后，以第二步进角速度，在以第二天线的基准位置为中心的预设范围内，转动第二天线；在第二天线转动过程中，确定第一天线和第二天线之间信号强度最大的位置；将第二天线转动至信号强度最大的位置。
58.作为一种可能的实现方式，步骤s202和s203具体可以实现为a1-a6。
59.a1、对准装置以第一步进角速度转动第一天线一次。
60.a2、对准装置以第二步进角速度转动第二天线一次。
61.a3、对准装置检测第一天线和第二天线之间信号强度。
62.a4、对准装置判断第二天线是否转动完成。若是，则执行a5；若否，则执行a2。
63.a5、对准装置对第二天线转动时，第一天线和第二天线之间信号强度进行判断，确定信号强度最大的位置，并将第二天线转动至信号强度最大的位置。
64.a6、对准装置判断第一天线是否转动完成。若是，则执行s204；若否，则执行a1。
65.s204、在第一天线转动完成后，对准装置将第一天线和第二天线之间信号强度最大时，第一天线和第二天线的位置，确定为第一天线和第二天线的对准位置，以完成第一天线和第二天线之间的对准。
66.示例性的，假设第一天线的方位角为90
°
，第二天线的方位角为180
°
时，两个天线的方位角误差为0，两个天线完全正对，即第一天线的最大辐射方向和第二天线的最大辐射
方向相反。
67.假设第一天线在方位角为90
°
停止转动，第二天线在方位角为177
°
时，停止转动，则对准装置将方位角为90
°
确定为第一天线的基准位置，将方位角为177
°
确定为第二天线的基准位置。
68.对准装置分别控制第一天线和第二天线，在以基准位置为中心的预设范围内步进转动，例如，预设范围可以为
±5°
，第一步进角速度可以为1
°
/s，第二步进角速度可以为1
°
/s。在转动过程中，检测第一天线和第二天下之间的信号强度。
69.在转动完成后，将信号强度最大时，第一天线和第二天线的位置确定为对准位置，从而完成第一天线和第二天线之间的对准。
70.基于图2所示的实施例，本发明提供的天线的对准方法，在天线盲扫实现粗对准的基础上，步进检测两个天线之间的信号强度，基于信号强度实现两个天线之间的精对准。在该天线对准过程中，无需获取对端的位置信息，实现了两个天线的对准。
71.应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
72.以下为本发明的装置实施例，对于其中未详尽描述的细节，可以参考上述对应的方法实施例。
73.图3示出了本发明实施例提供的一种天线的对准装置的结构示意图，该对准装置包括：通信模块301和处理模块302；
74.通信模块301，用于获取第一天线转动时的第一角速度，以及方位角误差阈值，方位角误差阈值为第一天线和第二天线对准时，两个天线的方位角最大误差；
75.处理模块302，用于基于第一角速度和方位角误差阈值，确定第二天线转动时的第二角速度；以第二角速度转动第二天线，检测第一天线发送的测试信号；在接收到测试信号时，停止转动第二天线；并向第一天线回复测试响应，以实现两个天线的对准。
76.在一种可能的实现方式中，处理模块302，具体用于基于如下公式，确定第二天线转动时的第二角速度；
77.或，
78.其中，ω2为第二天线转动时的第二角速度，ω1为第一天线转动时的第一角速度，δθ为方位角误差阈值，t为转动时间。
79.在一种可能的实现方式中，处理模块302，还用于确定第一天线和第二天线停止转动时的位置为基准位置；以第一步进角速度，在以第一天线的基准位置为中心的预设范围内，转动第一天线；在第一天线每一次步进后，以第二步进角速度，在以第二天线的基准位置为中心的预设范围内，转动第二天线；在第二天线转动过程中，确定第一天线和第二天线之间信号强度最大的位置；将第二天线转动至信号强度最大的位置；在第一天线转动完成后，将第一天线和第二天线之间信号强度最大时，第一天线和第二天线的位置，确定为第一天线和第二天线的对准位置，以完成第一天线和第二天线之间的对准。
80.在一种可能的实现方式中，通信模块301，具体用于获取第一天线的波束宽度和第
二天线的波束宽度；处理模块302，还用于基于第一天线和第二天线的波束宽度，确定方位角误差阈值。
81.图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。如图4所示，该实施例的电子设备400包括：处理器401、存储器402以及存储在所述存储器402中并可在所述处理器401上运行的计算机程序403。所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述各方法实施例中的步骤，例如图3所示的步骤301至步骤304。或者，所述处理器401执行所述计算机程序403时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如，图3所示通信模块301和处理模块302的功能。
82.示例性的，所述计算机程序403可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器402中，并由所述处理器401执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序403在所述电子设备400中的执行过程。例如，所述计算机程序403可以被分割成图3所示通信模块301和处理模块302。
83.所称处理器401可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
84.所述存储器402可以是所述电子设备400的内部存储单元，例如电子设备400的硬盘或内存。所述存储器402也可以是所述电子设备400的外部存储设备，例如所述电子设备400上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。进一步地，所述存储器402还可以既包括所述电子设备400的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器402用于存储所述计算机程序以及所述电子设备所需的其他程序和数据。所述存储器402还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
85.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本技术的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
86.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
87.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员
可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
88.在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
89.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
90.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
91.所述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
92.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。