表征天线方向图的制作方法
本公开总体上涉及表征天线方向图(antennapattern)。
背景
飞行器上的天线用于与其他空中或地面交通工具和固定结构进行的无线通信。为了提供通信和连接服务，天线发射或辐射天线信号。所辐射的信号可以被称为天线方向图。飞行器天线具有由来自飞行器本身和在飞行器上的所安装的部件的散射和衍射产生的复杂的天线方向图。天线方向图是在给定方向上的由天线发射的波的相对功率密度(以db为单位测量)。飞行器上的天线方向图很少是均匀的或球形的。通常它们是复杂的，有不同的峰值和零值。使用天线测量系统来表征天线方向图可以有助于增加无线连接的规模和强度。天线测量系统通常由收发器、探针(probe)、惯性测量单元(imu)、高度计和gps/gnss组成。
特定实施例概述
在特定实施例中，天线测量系统可以测量并表征由飞行器上的天线产生的未知天线方向图。天线和飞行器组合可以被称为被测设备(dut)。天线测量系统可以安装在交通工具或固定设施(例如，基站)上，该交通工具可以是空中交通工具(例如，n旋翼飞行器(n-copter))或地面交通工具(例如，自动驾驶汽车)。天线测量系统可以包括安装在交通工具上的不同位置处的一个或更多个天线，以及操纵天线的一个或更多个万向节(gimbal)和吸收外来信号的一片或更多片信号吸收泡沫。天线可以是具有相位测量能力的正交探针，这可以使天线测量系统能够表征线性极化、圆极化和椭圆极化的天线方向图。天线测量系统还可以包括位置和定向测量部件(包括imu单元、gps和高度计)连同其它部件。当dut产生未知天线方向图时，天线测量系统可以在dut周围行进。天线测量系统可以测量并记录从dut接收的信号。使用从测量部件获得的位置和定向数据，天线测量系统可以将所测量的dut数据以及位置和定向数据进行组合以产生由dut产生的天线方向图的准确表征。可以通过实现下面的过程来实现上述项：从安装到在相对于天线测量系统的运动中的被测设备(dut)的发射天线，确定在安装到天线测量系统的接收天线处的接收功率；确定天线测量系统的一个或更多个第一定向参数；确定dut的一个或更多个第二定向参数；以及基于接收功率、第一定向参数和第二定向参数来确定发射天线的天线方向图。在特定实施例中，可以用安装在dut上的接收天线以及安装在dut上的发射天线来实现上述过程。
上面公开的实施例仅仅是示例，并且本公开的范围不限于它们。特定实施例可以包括上面公开的实施例的部件、元件、特征、功能、操作或步骤中的全部、一些或没有一个被包括。根据本发明的实施例在涉及方法、存储介质、系统和计算机程序产品的所附权利要求中被具体公开，其中，在一个权利要求类别(例如方法)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如系统)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅为了形式原因而被选择。然而，也可以要求保护由对任何前面的权利要求的有意往回引用(特别是多项引用)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并且可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中，在权利要求中提到的每个特征可以与权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的组合的形式或以与所附权利要求的任何特征的任何组合的形式被要求保护。
在根据本发明的实施例中，一种方法可以包括：
由计算设备从安装到在相对于天线测量系统的运动中的被测设备(dut)的发射天线，确定在安装到天线测量系统的接收天线处的接收功率；
由计算设备确定天线测量系统的一个或更多个第一定向参数；
由计算设备确定dut的一个或更多个第二定向参数；以及
由计算设备基于接收功率、第一定向参数和第二定向参数来确定发射天线的天线方向图。
在相对于天线测量系统的运动中的dut可以包括：
dut是静止的以及天线测量系统在运动中；
dut在运动中以及天线测量系统是静止的；或者
dut在运动中以及天线测量系统在运动中。
确定发射天线的天线方向图还可以基于一个或更多个大气效应。
接收天线和/或发射天线可以是正交极化的。
天线测量系统可以安装在n旋翼飞行器(n-copteraerialvehicle)上。
当dut是静止的时，n旋翼飞行器可以绕dut飞行；并且当n旋翼飞行器相对于dut移动时，接收天线接收来自发射天线的接收功率。
天线测量系统可以安装在固定基站上。
dut可以相对于基站移动；并且当dut相对于基站移动时，接收天线接收来自发射天线的接收功率。
天线测量系统可以安装在n旋翼飞行器上，并且当dut相对于n旋翼飞行器移动时，该n旋翼飞行器可以悬停在固定位置；并且当dut相对于基站移动时，接收天线可以接收来自发射天线的接收功率。
天线测量系统可以安装在n旋翼飞行器上，并且当dut在飞行中时，该n旋翼飞行器可以绕dut飞行；并且当n旋翼飞行器相对于dut移动时，接收天线可以接收来自发射天线的接收功率。
天线测量系统可以安装在地面交通工具上。
当dut在飞行中时，地面交通工具可以在dut附近行进；并且当地面交通工具相对于dut移动时，接收天线可以接收来自发射天线的接收功率。
第一定向参数可以包括接收天线的横滚角(roll)、俯仰角(pitch)、偏航角(yaw)、高度、纬度、经度或定向；并且第二定向参数可以包括发射天线的横滚角、俯仰角、偏航角、高度、纬度、经度或定向。
确定接收功率可以使用friis传输方程来完成。
在根据本发明的实施例中，一个或更多个计算机可读非暂时性存储介质可以体现软件，该软件在被执行时可操作来：
从安装到在相对于天线测量系统的运动中的被测设备(dut)的发射天线，确定在安装到天线测量系统的接收天线处的接收功率；
确定天线测量系统的一个或更多个第一定向参数；
确定dut的一个或更多个第二定向参数；
基于接收功率、第一定向参数和第二定向参数来确定发射天线的天线方向图。
在相对于天线测量系统的运动中的dut可以包括：
dut是静止的以及天线测量系统在运动中；
dut在运动中以及天线测量系统是静止的；或者
dut在运动中以及天线测量系统在运动中。
确定发射天线的天线方向图还可以基于一个或更多个大气效应。
接收天线和/或发射天线可以是正交极化的。
天线测量系统可以安装在n旋翼飞行器上。
当dut是静止的时，n旋翼飞行器可以绕dut飞行；并且当n旋翼飞行器相对于dut移动时，接收天线可以接收来自发射天线的接收功率。
在根据本发明的实施例中，一种系统可以包括：一个或更多个处理器；以及耦合到处理器的存储器，该存储器包括由处理器可执行的指令，处理器在执行指令时可操作来：
从安装到在相对于天线测量系统的运动中的被测设备(dut)的发射天线，确定在安装到天线测量系统的接收天线处的接收功率；
确定天线测量系统的一个或更多个第一定向参数；
确定dut的一个或更多个第二定向参数；
基于接收功率、第一定向参数和第二定向参数来确定发射天线的天线方向图。
确定发射天线的天线方向图还可以基于一个或更多个大气效应。
接收天线和/或发射天线可以是正交极化的。
天线测量系统可以安装在n旋翼飞行器上。
当dut是静止的时，n旋翼飞行器可以绕dut飞行；并且当n旋翼飞行器相对于dut移动时，接收天线可以接收来自发射天线的接收功率。
在根据本发明的实施例中，一个或更多个计算机可读非暂时性存储介质体现软件，该软件在被执行时可操作来执行根据本发明或任一个上面提到的实施例的方法。
在根据本发明的实施例中，系统包括：一个或更多个处理器；以及耦合到处理器并包括由处理器可执行的指令的至少一个存储器，处理器在执行指令时可操作来执行根据本发明或任一个上面提到的实施例的方法。
在根据本发明的实施例中，优选地包括计算机可读非暂时性存储介质的计算机程序产品当在数据处理系统上执行时可操作来执行根据本发明或任一个上面提到的实施例的方法。
附图简述
图1示出了具有示例天线单元的示例飞行器。
图2示出了具有示例天线方向图的示例飞行器。
图3示出了示例天线测量系统。
图4示出了在示例天线测量系统和示例飞行器之间的天线测量系统布置。
图5示出了在一个或更多个示例天线测量系统和示例飞行器之间的示例天线测量系统布置。
图6示出了用于表征天线方向图的示例方法。
图7示出了示例计算机系统。
示例实施例的描述
图1示出了具有示例天线120的示例飞行器100。飞行器100可以是有人驾驶的或无人驾驶的，并且可以在人类控制下或自主地进行操作，飞行器100可以包括所安装的部件110，例如螺旋桨、发动机、襟翼(flap)、副翼(aileron)、翼尖小翼(winglet)、机身、尾部部件和其他合适的部件。飞行器100还可以包括天线120。天线120可以在一个或更多个方向上发射信号121。一些信号121可能从飞行器上的所安装的部件反射或由飞行器上的所安装的部件衍射。这可能影响从天线121发射或接收的天线信号121，这样的信号121可能不以直线从天线120发出。这可能导致天线120产生非球形的、非对称的或不可预测的天线方向图120。飞行器100和天线120的组合可以被统称为被测设备(dut)。
图2示出了示例飞行器100和两个示例天线方向图210和220。天线方向图210可以表示理想化的天线方向图或者在理想化条件下生成的天线方向图。天线方向图210可以不受所安装的部件110或其他大气条件的影响。尽管有各种可行的优化，但不可能在现实世界中实现天线方向图210。替代地，现实世界天线方向图可以看起来像天线方向图220。天线方向图220可以是受飞行器100及所有它的所安装的部件(包括螺旋桨、发动机、襟翼、副翼、翼尖小翼、机身、尾部部件)和其他合适的部件影响的天线方向图。天线方向图220还可能进一步受大气元素(例如，气压、风型(windpattern)、降水、由地球或暴风云产生的电场)的影响。天线方向图220可以是通常由飞行器上的天线生成的天线方向图。天线方向图220可能比由天线方向图210表示的理想球形天线方向图复杂得多。表征天线方向图220在增加无线连接的规模和强度方面可以是有益的。作为示例而不是作为限制，知道天线方向图220的峰值和零值可以允许管理者优化天线方向图220的特定方向图的通信。
存在测量天线方向图的许多技术，包括近场和远场范围测量、极平面扫描、双极平面扫描、圆柱形近场范围和球形近场范围。传统的测量系统(例如飞行器级吸波暗室和室外移动机架(mobilegantry)系统)比较大、昂贵且对于发送到远程位置是不实际的。天线测量系统通常由收发器、探针、惯性测量单元(imu)、高度计和gps/gnss组成。将这些部件安装在空中或地面交通工具上或在固定位置上将实现飞行器天线方向图的测量，同时克服前面提到的限制。
图3示出了包括至少一些上面讨论的部件的示例天线测量系统300。天线测量系统300可以包括交通工具310、万向节331、信号吸收泡沫332和一个或更多个天线333。交通工具310可以是空中或地面交通工具或者可以是固定装置(stationarymount)，其可以被称为基站。在由图3给出的特定示例中，天线测量系统300安装到n旋翼飞行器(例如，八旋翼飞行器(octocopter))，但是天线测量系统300可以可选地安装到地面交通工具或不移动的基站。万向节331可以在所有方向旋转，使得天线333可以指向任何方向。这可以实现围绕天线测量系统300的区域的全球形覆盖。交通工具310的顶部和底部都可以包括用于操纵天线333的万向节331、用于防止信号从交通工具310反射并干扰测量的准确度的信号吸收泡沫332、以及一个或更多个天线333。
在特定实施例中，天线测量系统300可以具有一个或更多个天线333，并且不需要被限制到两个天线。天线333可以是任何合适的天线，例如正交探针天线、连续波天线、正交线性极化天线、或正交馈电口径天线(例如，双路馈电喇叭)。在特定实施例中，天线测量系统300的天线333可以是充当发射器或接收器或两者的探针天线。在特定实施例中，飞行器100上的天线120可以是探针天线，其可以充当发射器或接收器或者两者。探针天线可以用于评估由于反射和其他发射源而存在于围绕dut的区域中的外来信号。在特定实施例中，天线333可以包括可以可操作来测量极化信号的正交探针。两个正交线性极化天线可以实现线性极化天线信号的测量，而不管天线333或飞行器100的定向如何。因此，作为包括相位测量能力的正交探针天线的天线333可以使天线测量系统300能够表征线性极化、圆极化和椭圆极化方向图。如果探针天线产生正交信号，则它们可以被认为是正交的。如果两个信号的内积为零，则它们是正交的。数学上，信号g(x)和f(x)的内积可以被定义为
在特定实施例中，具有所安装的天线测量系统300的交通工具310可以在飞行器100周围行进并对接收功率进行采样或者可以发射预定信号以测试在飞行器100上的天线120的发射和接收性能。在特定实施例中，接收功率或发射功率的采样点可以由所需的天线方向图角分辨率确定。如本领域中的技术人员将理解的，角分辨率可以是两个相等目标当在相同范围处时可以分开的最小角度间隔。角分辨率可能受到天线的有限口径宽度的限制。确定天线333和天线120的角分辨率可以实现由天线120产生的天线方向图的更准确测量。在特定实施例中，连续波可以用于无源天线测量以及飞行器100的速度和位置的测量。连续波可以是恒定振幅和频率的电磁波。连续波雷达可以被包括为天线测量系统300的一部分，天线测量系统300可以安装到交通工具310，交通工具310可以是基站或移动交通工具。连续波雷达可以发射指向飞行器100的连续波，并且可以接收从飞行器100反射回来的回波信号。回波信号可以提供关于飞行器100的速度、形状、方向和定向的信息。尽管本公开以特定方式讨论了天线测量设备，但是本公开设想了以任何合适的方式提供天线测量设备。
交通工具310可以是任何合适类型的交通工具，包括但不限于n旋翼飞行器(例如，八旋翼飞行器)和地面交通工具(例如，自动驾驶汽车、有人驾驶的交通工具)。在特定实施例中，交通工具310可以是固定到地面的固定装置(例如，基站)。在特定实施例中，交通工具310可以被编程为在天线测量系统300测量由天线120产生的天线方向图时，在飞行器100周围在各种距离处行进。在特定实施例中，可以手动地或者通过远程控制或者由物理上存在于交通工具310内部的人类驾驶员来控制交通工具310。如果天线测量系统300安装到n旋翼飞行器，则该n旋翼飞行器可以被编程为在飞行器100是静止的(例如，落地)时或者在飞行器100在飞行中时绕飞行器100飞行。n旋翼飞行器可以是自主的，或者可以是遥控的。当飞行器100以不同的高度和速度行进时，n旋翼飞行器也可以在飞行器100周围飞行，以便填充在天线120的天线方向图测量中的从其他固定位置看不到的间隙。如果天线测量系统300安装到地面结构(例如，基站)，则天线测量系统300可以在它固定到地面时，在飞行器100飞行经过天线测量系统300时测量天线120的天线信号。在特定实施例中，如果天线测量系统300安装到地面交通工具，则天线测量系统300可以在飞行器100是静止的(例如，落地)并且地面交通工具在飞行器100周围行进时测量天线120的天线信号。在特定实施例中，天线测量系统300可以在飞行器100在飞行中并且地面交通工具也在地面上在运动中时测量天线120的天线信号。在这种情况下，地面交通工具可以在与飞行器100相同的方向上移动、可以在与飞行器100相反的方向上移动、可以垂直于飞行器100的方向移动、或者可以沿着与飞行器100的轨迹相同的轨迹以之字形图案移动。尽管本公开讨论了以特定方式为天线测量系统提供交通工具以及以特定方式操作该交通工具，但是本公开设想了以任何合适的方式为天线测量系统提供并操作交通工具。
交通工具310或者可选地天线测量系统300可以包括除传统天线探针和空中或地面交通工具之外的附加特征。这样的特征可以包括自动驾驶仪、全球定位系统(gps)接收器或全球导航卫星系统(gnss)接收器、高度计和一个或更多个惯性测量单元(imu)系统。这些部件可以用于确定天线测量系统300的一个或更多个第一定向参数。定向参数的示例包括但不限于天线测量系统300相对于飞行器100的相对位置、从天线333到天线120的路径损耗、一个或更多个天线333的定向、天线120或飞行器100的定向、或者与天线测量系统300相关的任何其他合适的参数。imu是可以测量并报告主体的比力(specificforce)、角速率和在特定实施例中的在主体周围的磁场并且可以使用加速度计和陀螺仪的组合的电子设备。imu可以安装在天线测量系统300中、安装在交通工具310上、或安装在任何其他合适的位置上。imu可以测量在天线测量系统300上的各种加速度和力，这些加速度和力可以用于确定由天线120产生的未知天线方向图。当天线测量系统300在运动中(例如，在飞行中或在地面上行驶)时，imu可以检测并记录在天线测量系统300上的加速度的当前速率。imu还可以使用内部陀螺仪来检测并记录在飞行中的主体的旋转属性(例如俯仰角、横滚角和偏航角)的变化。在特定实施例中，这些部件可以被称为角加速度计和线性加速度计。角加速度计可以测量交通工具在空间中如何旋转。对于三个旋转轴(俯仰(机头向上和向下)、偏航(机头向左和向右)和横滚(从“驾驶舱”顺时针或逆时针))中的每一个都可以有一个或更多个传感器。线性加速度计可以测量天线测量系统300在三个旋转轴(俯仰、偏航和横滚)上的非重力加速度。imu可以提供用于表征由天线120产生的未知天线方向图所必需的数据。
在特定实施例中，天线测量系统300可以确定与dut(例如，飞行器100)相关联的一个或更多个第二定向参数。这些定向参数可以包括但不限于天线测量系统300相对于飞行器100的相对位置、从天线333到天线120的路径损耗、一个或更多个天线120的定向、飞行器100的定向(例如，横滚角、俯仰角、偏航角)、飞行器100的高度和速度、飞行器120的形状和组成、或者与飞行器100或天线120相关的任何其他合适的参数。可以使用任何合适的方法(包括视频监视、如前面所解释的cw波、或者安装在飞行器100上的测量和监控部件)来确定第二定向参数。
图4示出了在示例天线测量系统300和示例飞行器之间的示例天线测量系统布置400。在特定实施例中，天线测量系统300可以从安装到在相对于天线测量系统300的运动中的dut(例如，飞行器100)的发射天线120，确定在接收天线333处的接收功率。如将参考图5解释的，在特定实施例中，在相对于天线测量系统的运动中的dut可以包括：(1)dut(例如，飞行器100)是静止的以及天线测量系统300在运动中；(2)dut(例如，飞行器100)在运动中以及天线测量系统300是静止的；或者(3)相对于彼此，dut(例如，飞行器100)在运动中以及天线测量系统300在运动中。术语“相对于彼此”可以意味着dut和天线测量系统300可以不以相同的速度在相同的方向上行进，因为在以相同的速度在相同的方向上行进的情况下它们将不相对于彼此在运动中。安装到交通工具310的天线测量系统300可以用于测量在飞行器100周围在不同位置处的天线120的天线强度。在特定实施例中，这可以通过在静止的飞行器100周围在不同距离处使天线测量系统300飞行或行驶并进行天线方向图的测量来实现。在特定实施例中，天线测量系统300可以是静止的，以及飞行器100可以在运动中。在特定实施例中，天线测量系统300和飞行器100都可以在运动中。在特定实施例中，可以通过光栅扫描或者通过用于测量天线信号的任何其他合适的方法来进行测量。如前面所讨论的，两个正交线性极化天线实现由天线120产生的天线方向图的线性极化的测量，而不管天线120或飞行器100的定向如何。测量天线120的天线方向图的相位可以使天线测量系统300能够确定由天线120产生的天线方向图是椭圆极化的还是圆极化的。测量正交信号的振幅和相位可以提供矢量数据，并且从该矢量数据也许可以表征由天线120产生的天线方向图的各种方面以及当飞行器100在运动中时飞行器100的速度和定向。为了准确地表征由天线120产生的天线方向图，必须考虑关于飞行器100的定向和位置数据(例如，第二定向参数)以及关于天线测量系统300的定向和位置数据(例如，第一定向参数)。飞行器100(以及引申开来，天线120)和天线测量系统都可以包括由一个或更多个系统部件(例如，imu、高度计、gps)提供的定向和位置数据，其包括横滚角、俯仰角、偏航角、高度、纬度、经度和速度连同其它数据。由天线测量系统300产生的天线方向图可以是已知的，但是由天线120产生的天线方向图可以是未知的。通过解释各种因素(例如由天线测量系统300产生的已知天线方向图的路径损耗、大气效应(例如，气压、风型、降水、由地球或暴风云产生的电场)、定向和位置数据、以及天线测量系统300的已知天线方向图和天线120的未知天线方向图的极化和相位)，也许可能准确地表征天线120的未知天线方向图。尽管本公开讨论了以特定方式测量未知天线方向图，但是本公开设想了以任何合适的方式测量未知天线方向图。
在特定实施例中，天线测量系统300可以基于来自发射天线的接收功率、第一定向参数和第二定向参数来确定发射天线(例如，天线120)的天线方向图。为了使用所测量的数据(例如，在天线测量系统上的已知天线方向图、定向/位置数据、路径损耗、大气效应和其他第一和第二定向参数)来计算由天线120产生的未知天线方向图，可以首先使用friis传输公式。friis传输公式可以产生由一个天线在理想条件下接收到的功率(给定另一个天线在某个距离外发射已知量的功率)。给定两个天线，在接收天线的输入端处可获得的功率pr与发射天线的输出功率pt之比由下式给出：
其中gt和gr分别是发射天线和接收天线的天线增益，λ是波长，以及r是在天线之间的距离。为了以分贝为单位计算在接收天线处的功率，公式变成：
这可以是计算无线链路的强度的一般计算。一旦这被计算出，就可以解释第一和第二定向参数。因此，当由天线测量系统300产生的发射和接收天线方向图是已知的、极化失配是已知的、天线增益是已知的、路径损耗是已知的、以及接收和发射功率是已知的、以及第一和第二定向参数是已知的时，未知变量可以是由飞行器100上的天线120产生的天线方向图。因此，利用定向数据和由大气效应产生的数据，friis方程可以用于准确地表征天线120的未知天线方向图。尽管本公开讨论了以特定方式测量未知天线方向图，但是本公开设想了以任何合适的方式测量未知天线方向图。
图5示出了在一个或更多个天线测量系统300和飞行器100之间的示例天线测量系统布置500。本公开设想了几种不同的布置，其中一个或更多个天线测量系统300和飞行器100中的至少一个在运动中。在特定实施例中，第一布置可以提供可以移动的飞行器100和可以是静止的一个或更多个天线测量系统300。飞行器100可以为了测试目的而在低高度处飞行，或者可以在正常高度处飞行。天线测量系统300可以是安装到基站510的地面站天线。可选地，天线测量系统可以是静止的机载测量系统530。作为示例而不是作为限制，一个或更多个天线测量系统300可以安装到可以在空中悬停在固定点的一个或更多个n旋翼飞行器上。当飞行器100在n旋翼飞行器的这个系统附近飞行时，天线测量系统300可以测量并记录关于由在飞行器100上的天线120产生的天线方向图的数据。在特定实施例中，基站安装的天线测量系统300和静止的机载天线测量系统300都可以同时被使用，并且基站安装的天线测量系统300和机载天线测量系统300都可以测量并记录关于由天线120产生的天线方向图的数据。每个天线测量系统300的天线方向图可以是已知的，并且由每个天线测量系统300产生的每个发射波束和接收波束的天线方向图可以是相同的或者实质上相似的。每个天线测量系统300的天线方向图可以具有在不同的地理位置、高度或定向处的不同的增益水平。由天线120产生的天线方向图数据可以由每个天线测量系统300测量并记录。可以解释位置和定向数据(例如，横滚角、俯仰角、偏航角和高度)，以准确地表征由飞行器100上的天线120产生的天线方向图。尽管本公开讨论了以特定方式测量未知天线方向图，但是本公开设想了以任何合适的方式测量未知天线方向图。
在特定实施例中，第二布置可以提供静止的飞行器100和在运动中的一个或更多个天线测量系统300。作为示例而不是作为限制，飞行器100可以停放在地面上或者通过起重机悬挂在空中。一个或更多个天线测量系统300可以安装到一个或更多个n旋翼飞行器或地面交通工具。然后，当天线120产生天线方向图时，n旋翼飞行器或地面交通工具可以在飞行器100周围行进。天线测量系统300可以测量并记录由天线120产生的天线方向图。每个天线测量系统的天线方向图可以是已知的，并且每个发射波束和接收波束的天线方向图可以是相同的。每个天线测量系统300的天线方向图可以是已知的，并且由每个天线测量系统300产生的每个发射波束和接收波束的天线方向图可以是相同的或者实质上相似的。每个天线测量系统300的天线方向图可以具有在不同的地理位置、高度或定向处的不同的增益水平。由天线120产生的天线方向图数据可以由每个天线测量系统300测量并记录。可以解释位置和定向数据(例如，横滚角、俯仰角、偏航角和高度)，以准确地表征由飞行器100上的天线120产生的天线方向图。尽管本公开讨论了以特定方式测量未知天线方向图，但是本公开设想了以任何合适的方式测量未知天线方向图。
在特定实施例中，第三布置可以提供都在运动中的飞行器100和一个或更多个天线测量系统300。作为示例而不是作为限制，飞行器100可以在飞行中，并且一个或更多个天线测量系统300可以安装到相对于dut移动的一个或更多个地面交通工具。(见幻灯片13–示例3)。可选地，飞行器100可以在飞行中，并且一个或更多个天线测量系统可以安装到相对于飞行器100移动的一个更或多个飞行器。可选地，飞行器100可以在飞行中，并且一个或更多个天线测量系统可以安装到可以相对于飞行器100移动的一个或更多个飞行器520和地面交通工具。天线测量系统300可以测量并记录由天线120产生的天线方向图。每个天线测量系统的天线方向图可以是已知的，并且每个发射波束和接收波束的天线方向图可以是相同的。每个天线测量系统300的天线方向图可以是已知的，并且由每个天线测量系统300产生的每个发射波束和接收波束的天线方向图可以是相同的或者实质上相似的。每个天线测量系统300的天线方向图可以具有在不同的地理位置、高度或定向处的不同的增益水平。由天线120产生的天线方向图数据可以由每个天线测量系统300测量并记录。可以解释位置和定向数据(例如，横滚角、俯仰角、偏航角和高度)，以准确地表征由飞行器100上的天线120产生的天线方向图。尽管本公开讨论了以特定方式测量未知天线方向图，但是本公开设想了以任何合适的方式测量未知天线方向图。
在特定实施例中，第四布置可以提供在运动中的飞行器100以及安装到交通工具310的一个或更多个天线测量系统，其中一些可以在运动中，以及其中一些可以是静止的。作为示例而不是作为限制，天线测量系统300可以安装到一个或更多个基站510、一个或更多个地面交通工具、以及一个或更多个机载测量系统520。这些天线测量系统300的任何组合可以是静止的、在运动中的。作为示例而不是作为限制，安装到一个或更多个基站510的天线测量系统300可以是静止的，一些机载测量系统520可以是移动的，以及一些机载测量系统530可以是静止的(例如，悬停在空中)。飞行器100可以相对于所有或一些天线测量系统300移动。天线测量系统300可以测量并记录由天线120产生的天线方向图。每个天线测量系统的天线方向图可以是已知的，并且每个发射波束和接收波束的天线方向图可以是相同的。每个天线测量系统300的天线方向图可以是已知的，并且由每个天线测量系统300产生的每个发射波束和接收波束的天线方向图可以是相同的或者实质上相似的。每个天线测量系统300的天线方向图可以具有在不同的地理位置、高度或定向处的不同的增益水平。由天线120产生的天线方向图数据可以由每个天线测量系统300测量并记录。可以解释位置和定向数据(例如，横滚角、俯仰角、偏航角和高度)，以准确地表征由飞行器100上的天线120产生的天线方向图。尽管本公开讨论了以特定方式测量未知天线方向图，但是本公开设想了以任何合适的方式测量未知天线方向图。
本公开设想了天线测量系统300的各种应用以及天线测量系统布置400和500。作为示例而不是作为限制，本公开设想了天线测量系统，其测量并表征由安装到陆地和海上交通工具上的天线产生的天线方向图、陆地天线设施(例如，在远程位置上的设施)的天线方向图、需要长天线范围的高增益系统的测量(例如，dut可以指向上以最小化在测试期间的天线范围覆盖区(footprint)和与其他系统的干扰)、在现场中的大口径的天线方向图的测量(大口径需要用近场扫描仪、紧缩场(compactrange)、或室外远场范围来进行测量)、以及通信信道和信道探测(channelsounding)的3d表征。
图6示出了用于准确地表征由安装在飞行器上的天线120产生的天线方向图的示例方法600。该方法可以在步骤610开始，其中天线测量系统可以从安装到在相对于天线测量系统的运动中的被测设备(dut)的发射或接收天线，确定在安装到天线测量系统的发射或接收天线处的发射或接收功率。在步骤620，天线测量系统可以确定天线测量系统的一个或更多个第一定向参数。在步骤630，天线测量系统可以确定dut的一个或更多个第二定向参数。在步骤640，天线测量系统可以基于接收功率、第一定向参数和第二定向参数来确定发射天线的天线方向图。在适当的情况下，特定实施例可以重复图6的方法的一个或更多个步骤。尽管本公开将图6的方法的特定步骤描述并示出为以特定顺序出现，但是本公开设想了以任何合适的顺序出现的图6的方法的任何合适的步骤。此外，尽管本公开描述并示出了包括图6的方法的特定步骤的、用于准确地表征由安装在飞行器上的天线产生的天线方向图的示例方法，但是本公开设想了包括任何合适的步骤的、用于准确地表征由安装在飞行器上的天线产生的天线方向图的任何合适的方法，其在适当的情况下可以包括图6的方法的步骤中的所有、一些或不包括这些步骤。此外，尽管本公开描述并示出了执行图6的方法的特定步骤的特定部件、设备或系统，但是本公开设想了执行图6的方法的任何合适步骤的任何合适部件、设备或系统的任何合适组合。
图7示出了可以在天线测量系统300上实现的示例计算机系统700。在特定实施例中，一个或更多个计算机系统700执行本文描述或示出的一个或更多个方法的一个或更多个步骤。在特定实施例中，一个或更多个计算机系统700提供本文描述或示出的功能。在特定实施例中，在一个或更多个计算机系统700上运行的软件执行本文描述或示出的一个或更多个方法的一个或更多个步骤，或者提供本文描述或示出的功能。特定实施例包括一个或更多个计算机系统700的一个或更多个部分。在本文，在适当的情况下，对计算机系统的引用可以包括计算设备，反之亦然。此外，在适当的情况下，对计算机系统的引用可以包括一个或更多个计算机系统。
本公开设想了任何合适数量的计算机系统700。本公开设想了计算机系统700采取任何合适的物理形式。作为示例而不是作为限制，计算机系统700可以是嵌入式计算机系统、片上系统(soc)、单板计算机系统(sbc)(例如，模块上计算机(com)或模块上系统(som))、台式计算机系统、膝上型或笔记本计算机系统、交互式信息亭、大型机、计算机系统网状网、移动电话、个人数字助理(pda)、服务器、平板计算机系统、增强/虚拟现实设备、或者这些的两个或更多个的组合。在适当的情况下，计算机系统700可以包括一个或更多个计算机系统700；是单一的或分布式的；跨越多个位置；跨越多台机器；跨越多个数据中心；或者驻留在云中，云可以包括在一个或更多个网络中的一个或更多个云部件。在适当的情况下，一个或更多个计算机系统700可以在没有实质性空间或时间限制的情况下，执行本文描述或示出的一个或更多个方法的一个或更多个步骤。作为示例而不是作为限制，一个或更多个计算机系统700可以实时地或以批处理模式来执行本文描述或示出的一个或更多个方法的一个或更多个步骤。在适当的情况下，一个或更多个计算机系统700可以在不同的时间或在不同的位置处执行本文描述或示出的一个或更多个方法的一个或更多个步骤。
在特定实施例中，计算机系统700包括处理器702、存储器704、存储装置706、输入/输出(i/o)接口708、通信接口710和总线712。尽管本公开描述并示出了具有在特定布置中的特定数量的特定部件的特定计算机系统，但是本公开设想了具有在任何合适布置中的任何合适数量的任何合适部件的任何合适的计算机系统。
在特定实施例中，处理器702包括用于执行指令(例如构成计算机程序的那些指令)的硬件。作为示例而不是作为限制，为了执行指令，处理器702可以从内部寄存器、内部高速缓存、存储器704或存储装置706中检索(或取回)指令；将它们解码并执行它们；以及然后将一个或更多个结果写到内部寄存器、内部高速缓存、存储器704或存储装置706。在特定实施例中，处理器702可以包括用于数据、指令或地址的一个或更多个内部高速缓存。在适当的情况下，本公开设想了处理器702包括任何合适数量的任何合适的内部高速缓存。作为示例而不是作为限制，处理器702可以包括一个或更多个指令高速缓存、一个或更多个数据高速缓存、以及一个或更多个转译后备缓冲器(tlb)。在指令高速缓存中的指令可以是在存储器704或存储装置706中的指令的副本，并且指令高速缓存可以加速处理器702对那些指令的检索。在数据高速缓存中的数据可以是在存储器704或存储装置706中的数据的副本，用于使在处理器702处执行的指令进行操作；在处理器702处执行的先前指令的结果，用于由在处理器702处执行的后续指令访问或者用于写到存储器704或存储装置706；或其他合适的数据。数据高速缓存可以加速由处理器702进行的读或写操作。tlb可以加速关于处理器702的虚拟地址转换。在特定实施例中，处理器702可以包括用于数据、指令或地址的一个或更多个内部寄存器。在适当的情况下，本公开设想了处理器702包括任何合适数量的任何合适的内部寄存器。在适当的情况下，处理器702可以包括一个或更多个算术逻辑单元(alu)；是多核处理器；或者包括一个或更多个处理器702。尽管本公开描述并示出了特定的处理器，但是本公开设想了任何合适的处理器。
在特定实施例中，存储器704包括用于存储用于使处理器702执行的指令或用于使处理器702操作的数据的主存储器。作为示例而不是作为限制，计算机系统700可以将指令从存储装置706或另一个源(例如，另一个计算机系统700)加载到存储器704。处理器702然后可以将指令从存储器704加载到内部寄存器或内部高速缓存。为了执行指令，处理器702可以从内部寄存器或内部高速缓存中检索指令并将它们解码。在指令的执行期间或之后，处理器702可以将一个或更多个结果(其可以是中间结果或最终结果)写到内部寄存器或内部高速缓存。处理器702然后可以将这些结果中的一个或更多个写到存储器704。在特定实施例中，处理器702仅执行在一个或更多个内部寄存器或内部高速缓存中或在存储器704(与存储装置706相对或其它地方)中的指令，并且仅对在一个或更多个内部寄存器或内部高速缓存中或在存储器704(与存储装置706相对或其它地方)中的数据进行操作。一个或更多个存储器总线(其可以各自包括地址总线和数据总线)可以将处理器702耦合到存储器704。如下所述，总线712可以包括一个或更多个存储器总线。在特定实施例中，一个或更多个存储器管理单元(mmu)驻留在处理器702和存储器704之间，并且便于由处理器702请求的对存储器704的访问。在特定实施例中，存储器704包括随机存取存储器(ram)。在适当的情况下，该ram可以是易失性存储器。在适当的情况下，该ram可以是动态ram(dram)或静态ram(sram)。此外，在适当的情况下，该ram可以是单端口ram或多端口ram。本公开设想了任何合适的ram。在适当的情况下，存储器704可以包括一个或更多个存储器704。尽管本公开描述并示出了特定的存储器，但是本公开设想了任何合适的存储器。
在特定实施例中，存储装置706包括用于数据或指令的大容量存储装置。作为示例而不是作为限制，存储装置706可以包括硬盘驱动器(hdd)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(usb)驱动器、或这些中的两个或更多个的组合。在适当的情况下，存储装置706可以包括可移动或不可移动(或固定)介质。在适当的情况下，存储装置706可以在计算机系统700的内部或外部。在特定实施例中，存储装置706是非易失性固态存储器。在特定实施例中，存储装置706包括只读存储器(rom)。在适当的情况下，该rom可以是掩模编程rom、可编程rom(prom)、可擦除prom(eprom)、电可擦除prom(eeprom)、电可变rom(earom)、或闪存、或这些中的两个或更多个的组合。本公开设想了大容量存储装置706采取任何合适的物理形式。在适当的情况下，存储装置706可以包括便于在处理器702和存储装置706之间的通信的一个或更多个存储装置控制单元。在适当的情况下，存储装置706可以包括一个或更多个存储装置706。尽管本公开描述并示出了特定的存储装置，但是本公开设想了任何合适的存储装置。
在特定实施例中，i/o接口708包括为在计算机系统700和一个或更多个i/o设备之间的通信提供一个或更多个接口的硬件、软件或两者。在适当的情况下，计算机系统700可以包括这些i/o设备中的一个或更多个。这些i/o设备中的一个或更多个可以实现在人和计算机系统700之间的通信。作为示例而不是作为限制，i/o设备可以包括键盘、小键盘、麦克风、监视器、鼠标、打印机、扫描仪、扬声器、静态摄像机、触笔、平板计算机、触摸屏、跟踪球、视频摄像机、另一个合适的i/o设备、或这些中的两个或更多个的组合。i/o设备可以包括一个或更更多个传感器。本公开设想任何合适的i/o设备以及用于它们的任何合适的i/o接口708。在适当的情况下，i/o接口708可以包括使处理器702能够驱动这些i/o设备中的一个或更多个的一个或更多个设备或软件驱动器。在适当的情况下，i/o接口708可以包括一个或更多个i/o接口708。尽管本公开描述并示出了特定的i/o接口，但是本公开设想了任何合适的i/o接口。
在特定实施例中，通信接口710包括提供用于在计算机系统700和一个或更多个其他计算机系统700或一个或更多个网络之间的通信(例如，基于分组的通信)的一个或更多个接口的硬件、软件或两者。作为示例而不是作为限制，通信接口710可以包括用于与以太网或其他基于有线的网络进行通信的网络接口控制器(nic)或网络适配器，或用于与无线网络(例如wi-fi网络)进行通信的无线nic(wnic)或无线适配器。本公开设想了任何合适的网络和用于它的任何合适的通信接口710。作为示例而不是作为限制，计算机系统700可以与自组织网络、个域网(pan)、局域网(lan)、广域网(wan)、城域网(man)或互联网的一个或更多个部分、或这些中的两个或更多个的组合进行通信。这些网络中的一个或更多个的一个或更多个部分可以是有线的或无线的。作为示例，计算机系统700可以与无线pan(wpan)(例如，蓝牙wpan)、wi-fi网络、wi-max网络、蜂窝电话网络(例如，全球移动通信系统(gsm)网络)、或其他合适的无线网络、或这些中的两个或更多个的组合进行通信。在适当的情况下，计算机系统700可以包括用于这些网络中的任一个的任何合适的通信接口710。在适当的情况下，通信接口710可以包括一个或更多个通信接口710。尽管本公开描述并示出了特定的通信接口，但是本公开设想了任何合适的通信接口。
在特定实施例中，总线712包括将计算机系统700的部件耦合到彼此的硬件、软件或两者。作为示例而不是作为限制，总线712可以包括加速图形端口(agp)或其他图形总线、扩展工业标准体系结构(eisa)总线、前端总线(fsb)、hypertransport(ht)互连、工业标准体系结构(isa)总线、infiniband互连、低引脚数(lpc)总线、存储器总线，微通道体系结构(mca)总线、外围部件互连(pci)总线、pci-express(扩展)(pcie)总线、串行高级技术附件(sata)总线、视频电子标准协会本地(vlb)总线、或任何其他合适的总线、或这些中的两个或更多个的组合。在适当的情况下，总线712可以包括一个或更多个总线712。尽管本公开描述并示出了特定总线，但是本公开设想了任何合适的总线或互连。
在本文，在适当的情况下，一个或更多个计算机可读非暂时性存储介质可以包括一个或更多个基于半导体的或其他集成电路(ic)(例如，现场可编程门阵列(fpga)或专用ic(asic))、硬盘驱动器(hdd)、混合硬盘驱动器(hhd)、光盘、光盘驱动器(odd)、磁光盘、磁光盘驱动器、软盘、软盘驱动器(fdd)、磁带、固态驱动器(ssd)、ram驱动器、安全数字(securedigital)卡或驱动器、任何其他合适的计算机可读非暂时性存储介质或这些中的两个或更多个的组合。在适当的情况下，计算机可读非暂时性存储介质可以是易失性的、非易失性的或者易失性和非易失性的组合。
本文中，除非另有明确指示或通过上下文另有指示，否则“或”是包括一切的而非排他性的。因此在本文，除非另有明确指示或通过上下文另有指示，否则“a或b”意指“a、b或两者”。此外，除非另有明确指示或通过上下文另有指示，否则“和”既是联合的又是各自的。因此在本文，除非另有明确指示或通过上下文另有指示，否则“a和b”意指“a和b，联合地或各自地”。
本公开的范围包括本领域中的普通技术人员将理解的对本文描述或示出的示例实施例的所有改变、替换、变化、变更和修改。本公开的范围不限于本文描述或示出的示例实施例。此外，尽管本公开将本文的相应实施例描述并示出为包括特定的部件、元件、特征、功能、操作或步骤，但这些实施例中的任何一个可以包括本领域中的普通技术人员将理解的在本文任何地方描述或示出的任何部件、元件、特征、功能、操作或步骤的任何组合或置换。此外，在所附权利要求中对适合于、被布置成、能够、被配置成、实现来、可操作来、或操作来执行特定功能的装置或系统或装置或系统的部件的引用包括该装置、系统、部件，无论它或那个特定功能是否被激活、开启或解锁，只要该装置、系统或部件是如此被调整、被布置、有能力的、被配置、实现、可操作的、或操作的。此外，尽管本公开将特定实施例描述或示出为提供特定优点，但是特定实施例可以提供这些优点中的一些、全部或不提供这些优点。
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