使用适应性菱形相控阵列天线系统进行无线通信的系统和方法与流程

本公开总体涉及无线通信，并且更具体地涉及用于利用具有适应性菱形形状的相控阵列天线系统的无线通信的系统和方法。

背景技术：

现代无线通信系统和网络在很大程度上依赖机载(例如，轨道的或空中的)通信平台，以路由地面基站和用户终端之间的通信(例如，传输和接收信息)。在这样的通信环境中，为了可靠的服务，需要在互不干扰的基础上共享频谱。

在从用户终端到轨道或空中的通信平台的无线通信方向上，确定频谱共享的可行性的主要因素是由用户终端的天线传输的射频信号的旁瓣的振幅(或相对增益)。

减少这种旁瓣干扰的常规解决方案通常不适合于移动用户终端。作为一个示例，当反射器天线减少旁瓣干扰时，它们具有大的轮廓并且需要复杂的机械波束指向机构以在移动环境中操作。作为另一示例，当圆形平面阵列具有低轮廓并且允许电子束转向时，它们生成高振幅旁瓣，这限制了频谱效率。

因此，本领域技术人员继续在减少无线通信系统中的旁瓣干扰的领域中进行研究和开发工作。

技术实现要素：

在一个示例中，所公开的天线系统包括形成菱形形状的辐射元件的阵列。该菱形形状包括第一轴线和第二轴线。该菱形形状被定向为第一轴线与由多个机载通信中继平台共享的参考平面对准。响应于参考平面相对于阵列的位置变化，该菱形形状被重新定向以维持第一轴线与参考平面对准。

在另一示例中，所公开的通信系统包括沿共享的参考平面内的路径行进的多个机载通信中继平台，以及通过天线系统与中继平台中的一个进行无线通信的移动用户终端。该天线系统包括形成菱形形状的辐射元件的阵列。该菱形形状包括第一轴线和第二轴线。该菱形形状被定向为第一轴线与参考平面对准。响应于中继平台中的至少一个相对于用户终端的位置变化，该菱形形状被重新定向以维持第一轴线与参考平面对准。

在又一个示例中，所公开的方法包括以下步骤：(1)以菱形形状配置辐射元件的阵列，该菱形形状包括第一轴线和第二轴线；(2)定向菱形形状以将第一轴线与由多个机载通信中继平台共享的参考平面对准；以及(3)响应于所述参考平面相对于阵列的位置变化，重新定向菱形形状以维持第一轴线与参考平面对准。

所公开的系统和方法的其他示例将从以下详细描述、附图和所附权利要求书变得显而易见。

附图说明

图1是通过所公开的通信系统的前向链路与通信中继平台进行无线通信的用户终端的视场的示意图；

图2是通过所公开的通信系统的返回链路与通信中继平台进行无线通信的用户终端的视场的示意图；

图3是用户终端与多个通信中继平台中的一个之间的用户到中继链路的一个示例的示意图；

图4是用户终端与多个通信中继平台中的一个之间的用户到中继链路的另一示例的示意图；

图5是所公开的天线系统的辐射元件的阵列的一个示例的示意图；

图6是由辐射元件形成的菱形形状的一个示例的示意图；

图7是由辐射元件形成的菱形形状的另一示例的示意图；

图8是定向成使第一轴线与参考平面对准的阵列的菱形形状的一个示例的示意图；

图9是重新定向以使第一轴线与另一参考平面对准的阵列的菱形形状的一个示例的示意图；

图10是图5的辐射元件的示意图，其中辐射元件选择性地被激励以形成定向成使第一轴线与图8的参考平面对准的菱形形状；

图11是图5的辐射元件的示意图，其中辐射元件选择性被激励以形成定向成使第一轴线与图9的另一参考平面对准的菱形形状；

图12是辐射元件的阵列的另一示例的示意图，辐射元件定向成使第一轴线与图8的参考平面对准；

图13是图12的辐射元件的阵列的示意图，其中辐射元件定向成使第一轴线与图8的参考平面对准；

图14是辐射图案的比较图；

图15是所公开的天线系统的一个示例的示意性框图；

图16是所公开的天线系统的另一示例的示意性框图；

图17是所公开的通信方法的一个示例的流程图；以及

图18是重新定向以使第一轴线与另一参考平面对准的阵列的菱形形状的一个示例的示意图。

具体实施方式

以下详细描述参考附图，其示出了由本公开描述的具体示例和/或示例。其它示例和/或具有不同结构和操作的示例不脱离本公开的范围。相同的参考标号可以表示不同附图中的相同特征、元件或部件。

本文中对“示例”的引用意味着结合示例描述的一个或多个特征、结构、元件、部件或特性包括在至少一个示例或实施中。因此，整个本公开中的短语“在一个示例中”、“在另一示例中”和类似的语言可以但不一定表示相同的示例。此外，表征任何一个示例的主题可以但不一定包括表征任何其他示例的主题。

下面提供根据本公开的可以是但不一定是所要求保护的主题的说明性非详尽的示例。

参照图1和图2，公开了无线通信系统100的一个示例。通信系统100包括前向链路102(图1)和返回链路104(图2)。前向链路102(也称为下行链路)是用于从基站106到用户终端108的数据(例如，数据流)的无线传输的通信路径。返回链路104(也称为上行链路)是用于从用户终端108到基站106的数据的无线传输的通信路径。以这种方式，参考用户终端108使用术语下行链路和上行链路。

虽然在图1和图2所示的示例中通过示例示出将数据从一个基站106传输到一个用户终端108的仅一个前向链路102和将数据从一个用户终端108传输到一个基站106的仅一个返回链路104，但是所公开的通信系统100可以包括将数据从多个基站106传输到多个用户终端108的多个前向链路102和/或将数据从多个用户终端108传输到多个基站106的多个返回链路104。

在示例性示例中，前向链路102通过一个或多个机载(例如，高海拔或轨道的)通信中继平台110(这里通常称为中继平台110)将数据从基站106中的一个或多个传输到用户终端108中的一个或多个。类似地，返回链路104通过中继平台110中的一个或多个将数据从用户终端108中的一个或多个传输到基站106中的一个或多个。

参照图1，在一个示例中，前向链路102包括一个或多个基站到中继(btr)链路112(在图1中仅明确地标识出btr链路112中的一个)。btr链路112是用于从基站106到中继平台110的数据的无线传输的通信路径。在一个示例中，前向链路102还包括一个或多个中继到用户(rtu)链路114(在图1中仅明确地标识出rtu链路114中的一个)。rtu链路114是用于从中继平台110到用户终端108的数据的无线传输的通信路径。

作为一个示例，基站106中的一个或多个通过btr链路112与中继平台110(分别标识为第一中继平台110a、第二中继平台110b和第三中继平台110c)中的一个或多个进行通信。作为一个示例，中继平台110(例如，第一中继平台110a、第二中继平台110b和/或第三中继平台110c等)中的一个或多个通过rtu链路114与用户终端108中的一个或多个进行通信。

参照图2，相反地，在一个示例中，返回链路104包括一个或多个用户到中继(utr)链路116(在图2中仅明确地标识出utr链路116中的一个)。utr链路116是用于从用户终端108到中继平台110的数据的无线传输的通信路径。在一个示例中，返回链路104还包括一个或多个中继到基站(rtb)链路118(在图2中仅明确地标识出rtb链路118中的一个)。rtb链路118是用于从中继平台110到基站106的数据的无线传输的通信路径。

作为一个示例，用户终端108中的一个或多个通过utr链路116与中继平台110(例如，第一中继平台110a、第二中继平台110b和/或第三中继平台110c等)中的一个或多个进行通信。作为一个示例，中继平台110(例如，第一中继平台110a、第二中继平台110b和/或第三中继平台110c等)中的一个或多个通过rtb链路118与基站106中的一个或多个进行通信。

图1和图2示出当传输到中继平台110和从中继平台110接收时，基站106和/或用户终端108的示例性视场。通常，多个中继平台110中的每个定位在参考平面120内并且相对于地球1000沿着路径122行进。平面120被限定为穿过地球1000的参考平面。路径122被限定为平面120内的中继平台110的轨迹。因此，在任何给定的时间，中继平台110中的每个在其相关联的路径122上的位置共享公共参考平面120。作为一个示例，中继平台110沿着平面120内的相同路径122行进(例如，飞行或绕其运行)。作为另一示例，中继平台110沿着不同的路径122行进，并且共享由中继平台110的位置限定的参考平面120。多个中继平台110中的每个在平面120内和/或沿着路径122相对于彼此定位(例如，间隔分开)。例如，第二中继平台110b和第三中继平台110c可以被认为与第一中继平台110a相邻。

通常，通信系统100包括无线通信系统，并且包括射频(rf)设备，射频(rf)设备实现并控制在基站106、用户终端108和中继平台110之间的前向和返回rf通信。例如，rf设备经配置以处理、生成、传输和/或接收rf信号，以便通过前向链路102和/或返回链路104传送数据或其他信息。在所公开的通信系统100的各种示例中，rf设备可以分布在基站106、用户终端108和/或中继平台110中，或者由基站106、用户终端108和/或中继平台110全部或部分地实施。

仍参照图1和图2，基站106是地面基站，通常也称为地面站、网关或远程埠(teleport)。多个基站106可以在地理上分开(例如，彼此间隔分开)。作为一般示例，基站106可以是音频、视频和/或数据服务提供商中的一个或多个。作为一个示例，基站106可以是因特网服务提供商。作为其他示例，基站106可以是电话、语音和/或数据服务提供商。作为其他示例，基站106可以是电视、视频和/或音频广播装置。在一个示例中，基站106耦合到或以其他方式到地面网络(未明确示出)的部分。作为一个具体示例，网络包括远程通信网络诸如因特网。因此，在示例性示例中，基站106通过中继平台110提供用户终端108和网络之间的连接性。

通常，基站106包括基站天线系统(未明确示出)，基站天线系统经配置以向中继平台110中的一个或多个传输rf信号(例如，通过btr链路112)(图1)，并且接收来自中继平台110中的一个或多个的rf信号(例如，通过rtb链路118)(图2)。虽然未明确地示出，但是基站天线系统包括一个或多个基站天线、基站发射器、基站接收器和基站控制器。在一个示例中，基站天线系统包括单独的传输天线(例如，被配置以传输的一个或多个天线元件)和接收天线(例如，被配置以接收的一个或多个天线元件)。在另一示例中，基站天线系统包括组合的传输/接收天线(例如，被配置以传输和接收的一个或多个天线元件)。

参照图3并参考图1和图2，在一个示例中，多个中继平台110(图1和图2)是多个轨道中继平台110。作为一个示例，多个中继平台110是多个(例如，至少三个)卫星126(例如，单独地标识为第一卫星126a、第二卫星126b和第三卫星126c)的星群124。因此，在该示例中，平面120是轨道平面，并且路径122是轨道路径或轨道弧。

通常，卫星126是围绕地球1000轨道运行的任何轨道平台，并且经配置以向基站106(图1和图2)和/或用户终端108传输rf通信并从基站106(图1和图2)和/或用户终端108接收rf通信。作为一个示例，卫星126处于对地静止轨道中，因此平面120是对地静止轨道平面，并且路径122是对地静止轨道弧。作为另一示例，卫星126处于地球同步轨道，因此平面120是地球同步轨道平面，并且路径122是地球同步轨道弧。作为另一示例，卫星126处于低地球轨道(leo)中，因此平面120是低地球轨道平面，并且路径122是低地球轨道弧。作为另一示例，卫星126处于高地球轨道(heo)中，因此平面120是高地球轨道平面，并且路径122是高地球轨道弧。作为另一示例，卫星126处于中地球轨道(meo)中，因此平面120是中地球轨道平面，并且路径122是中地球轨道弧。作为另一示例，卫星126处于molniya轨道中，因此平面120是molniya轨道平面，并且路径122是molniya轨道弧。

作为一个特定的非限制性示例，卫星126是高吞吐量卫星(hts)。作为一个非限制性示例，卫星126可以经配置以传输和/或接收覆盖大约1.0ghz和大约90ghz之间的微波频率范围的无线电波。

参照图4并参考图1和图2，在一个示例中，多个中继平台110(图1和图2)是多个高海拔空中中继平台110。作为一个示例，多个中继平台110是多个(例如，至少三个)飞行器130(例如，分别标识为第一飞行器130a、第二飞行器130b和第三飞行器130c)的集群(collection)128。因此，在该示例中，平面120是飞行平面，并且路径122是飞行路径。

通常，飞行器130是任何机载或空中平台，其在地球1000上的高海拔处进行操作(例如，飞行)，并且经配置以向基站106(图1和图2)和/或用户终端108传输rf通信和/或从基站106(图1和图2)和/或用户终端108接收rf通信。飞行器130可以在地球1000上的给定地理区域上方的预定飞行路径中飞行，诸如在一个或多个基站106和/或一个或多个用户终端108上方。飞行器130可以在最小海拔和最大海拔内操作。作为一个示例，飞行器130在大约39,000英尺(12km)和大约180,000英尺(55km)(例如，平流层)之间的海拔处操作。作为另一示例，飞行器130在55,000英尺(16km)和大约164,000英尺(50km)之间的海拔处操作。作为另一示例，飞行器130在大约65,000英尺(20km)的海拔处操作。作为另一示例，飞行器130在至少大约650,00英尺(20km)的海拔处操作。

在一个示例中，飞行器130是无人机(uav)。飞行器130可以能够在操作海拔处飞行很长一段时间(例如，几个月)。作为一个具体示例，飞行器130是太阳能供电无人机。例如，飞行器130可以是高海拔长耐久性(hale)uav。

在示例性示例中，中继平台110中的每个覆盖(例如，提供通信覆盖)覆盖区域136。覆盖区域136被限定为由一个或多个rf波束(例如，点波束)覆盖的区域，一个或多个rf波束由中继平台110生成和传输(例如，投射)。覆盖区域136可以是地理区域、大都市区域、市场区域等。一个或多个用户终端108可以位于覆盖区域136内。一个或多个基站106(图1和图2)可以位于覆盖区域136内或外部。

参照图3和图4并参考图1和图2，在一个示例中，中继平台110中的每个(例如，卫星126或飞行器130)包括中继平台天线系统132，中继平台天线系统132经配置以从基站106中的一个或多个接收rf信号(例如，通过btr链路112)(图1)，将rf信号传输到基站106中的一个或多个(例如，通过rtb链路118)(图2)，将rf信号传输到用户终端108中的一个或多个(例如，通过rtu链路114)(图1)和/或从用户终端108中的一个或多个接收rf信号(例如，通过utr链路116)(图2)。虽然未明确示出，但是中继平台天线系统132包括一个或多个中继平台天线、中继平台发射器、中继平台接收器和中继平台控制器。在一个示例中，中继平台天线系统包括单独的传输天线(例如，经配置以传输的一个或多个天线元件)和接收天线(例如，经配置以接收的一个或多个天线元件)。在另一示例中，中继平台天线系统包括组合的传输/接收天线(例如，经配置以传输和接收的一个或多个天线元件)。

仍参照图3和图4并参考图1和图2，用户终端108可以是由最终用户使用的各种不同类型的地球通信设备中的任何一种(例如，音频、视频或其他数据通信设备)。作为一个示例，用户终端108包括小型终端(例如，手持终端、移动电话等)。作为另一示例，用户终端108包括中型终端(例如，便携式终端、车载终端等)。作为另一示例，用户终端108包括大型终端(例如，海事终端、航空终端等)。在一个示例中，用户终端108是移动的(例如，能够改变位置)。在另一示例中，用户终端108是静止的(例如，在固定的位置)。

在示例性示例中，用户终端108包括用户终端天线系统134，其经配置以从中继平台110中的一个或多个接收rf信号(例如，通过rtu链路114)(图1)，并且将rf信号传输到中继平台110中的一个或多个(例如，通过utr链路116)。虽然没有明确示出，但是用户终端天线系统134包括一个或多个用户终端天线、用户终端发射器、用户终端接收器和用户终端控制器。在一个示例中，用户终端天线系统134包括单独的传输天线(例如，经配置以传输的一个或多个天线元件)和接收天线(例如，经配置以接收的一个或多个天线元件)。在另一示例中，用户终端天线系统134包括组合的传输/接收天线(例如，经配置以传输和接收的一个或多个天线元件)。

本公开认识到并考虑到随着移动用户终端的数量的增加，对在移动环境中共享互不干扰的频谱的需求也增加。因此，所公开的无线通信系统100，并且更具体地，无线通信系统100的适应性菱形相控阵天线系统200(通常被称为天线系统)减少沿utr链路116的旁瓣干扰(例如，相邻中继平台110和/或相邻用户终端108之间的旁瓣干扰)。

因此，在示例性示例中，所公开的天线系统200限定所公开的通信系统100(图1和图2)的rf设备的一部分，并且更具体地，被用作(例如，作为示例)用户终端天线系统134(图3和图4)，用于通过utr链路116(图2至图4)将数据从用户终端108传输到中继平台110和/或通过rtu链路114(图1)从中继平台110接收数据。

参照图5并参考图3和图4，所公开的天线系统200的一个示例包括多个辐射(例如，天线)元件204(在图5中仅明确地标识出辐射元件204中的三个)的平面阵列202。在一个示例中，辐射元件204填充在平面圆内(例如，布置为平面圆)(例如，阵列202是圆形平面阵列208)。作为一个具体的非限制性示例，阵列202(例如，圆形平面阵列208)包括布置成具有大约34英寸(86cm)直径的大致圆形形状的1,412个辐射元件204。在另一示例中，辐射元件204填充在平面六边形内(例如，布置为平面六边形)(例如，阵列202是六边形平面阵列)。在其他示例中，辐射元件204填充在具有其它几何形状的平面非圆(例如，八边形等)内(例如，阵列202是非圆形平面阵列)。

在与中继平台110(图3和图4)通信期间的任何给定时间，各个或多个选择的辐射元件204被激励(例如，接通)以生成并传输rf信号到中继平台110，并且各个其他的或选择的不同的多个辐射元件204被去激励(例如，关闭)。被激励的选择的辐射元件204(例如，激励的辐射元件204a)(图10)限定或形成菱形形状206。换句话说，有效的选择的辐射元件204形成菱形图案或虚拟菱形平面阵列。因此，贯穿本公开，术语菱形形状、菱形图案、虚拟菱形平面阵列可以互换地使用。

如本文所使用的，术语“被激励”意味着相关联的辐射元件204由rf辐射或由电信号激励(例如，是激励的辐射元件204a)(图10)。贯穿本公开，术语诸如照明的、激活的、激励、照明、有效的、激活和类似的术语也可以用于识别激励的辐射元件204a。类似地，如本文所使用的，术语“被去激励”意味着相关联的辐射元件204未由rf辐射或由电信号激励(例如，是去激励的辐射元件204b)(图10)。贯穿本公开，还可以使用术语诸如非照明的、去激活的、去激励、非激励的、非激励、非照明、无效的、去激活和类似术语来识别去激励的辐射元件204b。

简要参照图6和图7并参考图5和图10至图13，如本文所使用的，术语菱形通常是指具有两对平行边的四边形，其中相对的边具有相等的长度并且相对的角度相等。例如，由圆形平面阵列208(图5、图10和图11)的选择的多个有效辐射元件204或菱形平面阵列218(图12和图13)的多个有效辐射元件204形成的菱形形状206包括四个边214(单独地标识为第一边214a、第二边214b、第三边214c和第四边214d)。第一边214a和第二边214b彼此相对，第三边214c和第四边214d彼此相对，并且所有四个边214具有相等的长度。菱形形状206还包括延伸穿过一对相对角的第一轴线210和延伸穿过另一对相对角的第二轴线212。第一轴线210和第二轴线212在菱形形状206的中心216处彼此垂直平分。第一轴线210和第二轴线212也可以被称为对角线、对角轴线或交叉轴线。

在一个示例中，并且如图6所示，第一轴线210和第二轴线212具有相等的长度。因此，在这个示例中，术语菱形是指正方形，其中所有四个边214具有相等的长度，并且所有四个拐角角度都是直角。

在一个示例中，并且如图7所示，第一轴线210和第二轴线212具有不同的长度。在第一轴线210和第二轴线212具有不同长度的示例中，第一轴线210也被称为长轴线220，而第二轴线212被称为短轴线222。因此，在这个示例中，术语菱形是指斜方形，其中所有四个边214具有相等的长度并且相对的角角度相等。

参照图8、图9和图18并参考图3和图4，在一个示例中，天线系统200经配置以定向由阵列202中的选择的辐射元件204(图5)形成的菱形形状206，使得第一轴线210与多个中继平台110(图1和图2)的平面120对准。天线系统200还经配置以响应于平面120的相对位置的变化，重新定向由阵列202中的选择的辐射元件204(图5)形成的菱形形状206，使得第一轴线210保持与多个中继平台110(图1和图2)的平面120对准。换句话说，天线系统200进一步经配置以适应于用户终端108的位置相对于中继平台110中的一个或多个的位置的变化、中继平台110的位置相对于用户终端108的位置的变化或它们的组合。

图8示出与对应于用户终端108和中继平台110的第一相对位置的第一平面120a对准的第一菱形形状206a的第一配置或定向。图9示出与对应于用户终端108和中继平台的第二相对位置的第二平面120b对准的第二菱形形状206a的第二配置或定向(例如，平面120的相对位置的变化)。在图9中，由虚线示出与第一平面120a对准的第一菱形形状206a的第一配置或定向。图18示出与对应于用户终端108和中继平台的第三相对位置的第三平面120c对准的第三菱形形状206c的第三配置或定向(例如，平面120的相对位置的另一变化)。在图18中，由虚线示出与第一平面120a对准的第一菱形形状206a的第一配置或定向和与第二平面120b对准的第二菱形形状206b的第二配置或定向。

如将在本文中更详细地描述的，在一个示例中，电子地执行由阵列202中的选择的辐射元件204形成的菱形形状206的定向和重新定向。在另一示例中，机械地执行由阵列202中的选择的辐射元件204形成的菱形形状206的定向和重新定向。在另一示例中，由阵列202中的选择的辐射元件204形成的菱形形状206的定向和重新定向被电子和机械地执行。

参照图8并参考图1、图2和图5至图7，在一个示例中，天线系统200定向由阵列202中的选择的辐射元件204形成的第一菱形形状206，使得第一轴线与多个中继平台110的第一平面120a对准。换句话说，在从天线系统200到中继平台110中的一个(例如，第一中继平台110a)的无线通信期间，由有效辐射元件204形成的菱形形状206的定向经配置或定向成使得菱形形状206的对角线(例如，第一轴线210)指向中继平台110中相邻的中继平台110(例如，第二中继平台110b和第三中继平台110c)。

参照图9并参考图1、图2和图5至图8，在该示例中，天线系统200定向由阵列202中的选择的辐射元件204形成的第二菱形形状206b，使得第一轴线210保持与多个中继平台110的第二平面120b对准(例如，匹配或遵循第二平面120b)(例如，将第一菱形形状206a重新定向或重新配置成第二菱形形状206b)。换句话说，在从天线系统200到中继平台110中的一个(例如，第一中继平台110a)的无线通信期间，用户终端108和中继平台110中的一个或多个的相对位置可以改变(例如，由于用户终端108的移动、中继平台110中的一个或多个的移动或它们的组合)。响应于相对位置的这种变化，由有效辐射元件204形成的菱形形状206的定向被重新配置或重新定向成使得菱形形状206的对角线(例如，第一轴线210)继续指向中继平台110中相邻的中继平台110(例如，第二中继平台110b和第三中继平台110c)。

参照图18并参考图1和图2和图5-图9，在该示例中，天线系统200定向由阵列202中的选择的辐射元件204形成的第三菱形形状206c，使得第一轴线210保持与多个中继平台110的第三平面120c对准(例如，匹配或遵循第三平面120c)(例如，将第二菱形形状206b重新定向或重新配置成第三菱形形状206c)。换句话说，在从天线系统200到中继平台110中的一个(例如，第一中继平台110a)的无线通信期间，用户终端108和中继平台110中的一个或多个的相对位置可以进一步改变(例如，由于用户终端108的进一步移动、中继平台110中的一个或多个的进一步移动或它们的组合)。响应于相对位置的这种变化，由有效辐射元件204形成的菱形形状206的定向被重新配置或重新定向成使得菱形形状206的对角线(例如，第一轴线210)继续指向中继平台110中相邻的中继平台110(例如，第二中继平台110b和第三中继平台110c)。

参照图8、图9和图18，在一个示例中，通常，平面120的相对位置的变化可以通过平面120围绕第一中继平台110a的旋转移动来表示或理解。在一个示例中，菱形形状206的重新定向或重新配置可以类似地通过菱形形状206(或第一轴线210和第二轴线212)围绕阵列202的中心216的旋转移动来表示或理解。

虽然在图8、图9和图18中通过示例仅示出由辐射元件204的阵列202形成的菱形形状206的三个不同的定向或配置，但是任何数量的其它定向或配置也是可能的。

进一步地，虽然在图8、图9和图18中描绘的天线系统200的示例性实施方式示出包括具有相等长度的第一轴线210和第二轴线212的菱形形状206(例如，图6)，但是在天线系统200的另一示例性实施方式中，菱形形状206包括具有不同长度的第一轴线210和第二轴线212(例如，图7)。通常，当菱形形状206包括具有不同长度的第一轴线210和第二轴线212时，第一轴线210(例如，长轴线220)(图7)是与平面120对准并保持与平面120对准的对角线轴线。

仍进一步地，虽然在图8、图9和图18中描绘的天线系统200的示例性实施方式示出菱形形状包括在每个不同定向处具有相同长度的第一轴线210和第二轴线212，但是在另一示例性实施方式中，第一轴线210和/或第二轴线212中的至少一个在菱形形状206的不同定向之间改变。

仍进一步地，虽然在图8、图9和图18中描绘的天线系统200的示例性实施方式示出中继平台110是卫星126(例如，图3)，但是在天线系统200的另一示例性实施方式中，中继平台110是飞行器130(例如，图4)。

参照图10和图11并参考图5、图8和图9，在一个示例中，天线系统200电子地配置或定向由阵列202中的选择的辐射元件204形成的菱形形状206，使得第一轴线210与多个中继平台110的平面120对准并保持对准。在该示例中，天线系统200通过激励辐射元件204中的某些辐射元件204(在此被标识为激励的辐射元件204a)和去激励辐射元件204中的某些其他辐射元件204(在此被标识为去激励的辐射元件204a)，来形成辐射元件204的菱形形状206。因此，在该示例中，限定、配置或形成菱形形状206的选择的辐射元件是多个激励的辐射元件204a。激励的辐射元件204a也可以被称为有效元件或照明元件，而去激励的辐射元件204b也可以被称为无效元件或非照明元件。

根据图8、图9和图18所示的示例性实施方式，图10示出第一多个激励的辐射元件204a(例如，第一多个选择的辐射元件204)的一个示例，第一多个激励的辐射元件204a在第一电子定向处形成第一菱形形状206a，使得如图8所示当用户终端108和中继平台110在第一相对位置处(例如，其中中继平台110在公共第一参考平面120a内或共享公共第一参考平面120a)时，第一轴线210与中继平台110的第一参考平面120a对准。类似地，图11示出第二多个激励的辐射元件204a(例如，第二多个选择的辐射元件204)的一个示例，第二多个激励的辐射元件204a在第二电子定向处形成第二菱形形状206b，使得如图9所示当用户终端108和中继平台110在第二相对位置处(其中中继平台110在公共第二参考平面120b内或共享公共第二参考平面120b)时，第一轴线210与中继平台110的第二参考平面120b对准(例如，当参考平面120的相对位置改变时保持与参考平面120对准)。换句话说，菱形形状206围绕其中心216旋转以从第一菱形形状206a转变到第二菱形形状206b，并且以改变第一轴线210的定向或对准，从而对应于参考平面120相对于天线系统200的变化(例如，从第一平面120a到第二平面120b)，例如，由于中继平台110的位置变化(例如，路径122的变化)和/或天线系统200的位置变化(例如，由于移动用户终端108的移动)中的至少一个造成的。

因此，通过选择性地激励和去激励多个辐射元件204中的不同辐射元件204，天线系统200基本上围绕其中心216(图6和图7)旋转菱形形状206，使得对角线(例如，第一轴线210)(图6至图9)维持与中继平台110(图1、图2、图8和图9)的平面120对准(例如，遵循平面120)。

执行菱形形状206的配置或定向的变化的方式可以取决于各种因素，诸如平面120的相对位置的变化的大小或速度。在一个示例中，菱形形状206通过激励和去激励辐射元件204中离散的辐射元件204(例如，表示平面120的相对位置的相对小的变化)以逐步方式旋转。在另一示例中，菱形形状206完全通过激励和去激励大量的辐射元件204(例如，表示平面120的相对位置的相对大的变化)来重新配置。

参照图12并参考图3和图4，所公开的天线系统200的另一示例包括填充在(例如，布置成)平面菱形中(例如，阵列202是菱形平面阵列218)的多个辐射元件204的平面阵列202。作为一个具体的非限制性示例，阵列202(例如，菱形平面阵列218)包括布置成具有约24英寸(61cm)乘以24英寸的尺寸的菱形形状的900个有效辐射元件204。

与图5、图10和图11所示的示例相反，在所公开的天线系统200的该示例中，多个辐射元件204的布置限定或形成菱形形状206。因此，在与中继平台110(图3和图4)通信期间的任何给定时间，所有辐射元件204被激励或照明以生成并传输rf信号到中继平台110(例如，所有辐射元件204或激励的辐射元件204a)。

参照图12和图13并参考图1、图2和图6至图8，在一个示例中，天线系统200经配置以机械地定向由阵列202的多个辐射元件204形成的菱形形状206，使得第一轴线210与中继平台110的平面120对准。换句话说，在从天线系统200到中继平台110中的一个(例如，第一中继平台110a)的无线通信期间，由辐射元件204形成的菱形形状206被定向成使得菱形形状206的对角线(例如，第一轴线210)指向中继平台110中相邻的中继平台110(例如，第二中继平台110b和第三中继平台110c)。

天线系统200经配置以适应于用户终端108的位置相对于中继平台110中的一个或多个的位置的变化，或中继平台110的位置相对于用户终端108的位置的变化(例如，由于用户终端108的移动、中继平台110中的一个或多个的移动或它们的组合造成的)。

在该示例中，天线系统200还经配置机械地重新定向由辐射元件204形成的菱形形状206，使得第一轴线210保持与多个中继平台110(还参见图1和图2)的平面120对准(例如，遵循平面120)。换句话说，在从天线系统200到中继平台110中的一个(例如，第一中继平台110a)的无线通信期间，用户终端108和中继平台110中的一个或多个的相对位置可以改变。响应于相对位置的这种变化，由辐射元件204形成的菱形形状206的定向被机械地重新配置，使得菱形形状206的对角线(例如，第一轴线210)继续指向中继平台110中的相邻中继平台(例如，第二中继平台110b和第三中继平台110c)。

根据图8、图9和图18所示的示例性实施方式，图12示出多个辐射元件204的一个示例，多个辐射元件204在第一机械定向处形成菱形形状206，使得如图8所示当用户终端108和中继平台110在第一相对位置处时，第一轴线210与中继平台110的第一平面120a对准。类似地，图13示出多个辐射元件204的一个示例，多个辐射元件204在第二机械定向处形成菱形形状206，使得如图9所示当用户终端108和中继平台110在第二相对位置处时，第一轴线210保持与中继平台110的第二平面120b对准(例如，当参考平面120的相对位置改变时保持与参考平面120对准)。

在又另一示例中，所公开的天线系统200包括先前描述的两个示例的特征。作为一个示例，天线系统200经配置以电子地且机械地定向由阵列202的选择的多个激励的辐射元件204a形成的菱形形状206，使得第一轴线210与中继平台110的平面120对准，并且天线系统200还经配置以电子地且机械地重新定向由所选择的多个激励的辐射元件204a形成的菱形形状206，使得第一轴线210保持与多个中继平台110的平面120对准(例如，遵循平面120)。

图14示出与具有形成圆形形状的照明辐射元件的传统圆形平面阵列的辐射图案252相比，所公开的天线系统200的辐射图案250，天线系统200包括具有形成菱形形状206的照明辐射元件204的阵列202。图13所示的辐射图案沿着对角平面(例如，沿着中继平台110的平面120)。水平线对应于0度角，并且水平线以下的角度为正。图14的辐射图案是对称的，并且示出主瓣226的峰值振幅(例如，水平)和旁瓣224的峰值振幅。

如图所示，由阵列202的照明辐射元件204(例如，由圆形平面阵列208的激励的辐射元件204a或菱形平面阵列218的辐射元件204)形成的被定向为对角线与对应于中继平台110的路径122的平面120对准(例如，第一轴线210)的菱形形状206可以实现旁瓣224沿平面120的约10分贝(db)的振幅减小。因此，所公开的天线系统200导致沿对角线方向(例如，沿第一轴线210)的旁瓣干扰的改善。

不限于任何特定理论，所公开的天线系统200的辐射图案250由基本正弦函数或辛格函数(sincfunction)定义。作为一个示例，辐射图案250由定义为sinc(x)*sinc(y)的(x，y)辛格函数描述，其中(x)是第一轴线210并且(y)是第二轴线212。

图14所示的辐射图案250表示辐射元件204的菱形形状206，该菱形形状206包括具有相等长度的第一轴线210和第二轴线212。本领域技术人员将理解，辐射图案250将随着第一轴线210和第二轴线212的长度相对于彼此改变而改变。通常，对角轴线越长，则沿该轴线实现的对旁瓣干扰的抑制就越好并且主瓣沿该轴线就越尖锐。

参照图15，在一个示例(例如，图5、图10和图11所示的示例)中，天线系统200是包括多个辐射元件204的阵列202的直接辐射阵列天线。辐射元件204中的一个或多个与一个或多个移相器228(移相器模块)的输出相关联并连接。在图15和图16中，“ps”标识移相器228。可选地，天线系统200包括与辐射元件204中的一个或多个相关联并连接的一个或多个放大器238。控制器230(控制器模块)经配置以控制提供到辐射元件204的输入和由辐射元件204提供的输出。作为一个示例，控制器230控制由rf源234(例如，rf发射器、rf接收器或它们的组合)提供的rf输入。作为另一示例，控制器230控制由功率分配器232(功率分配器模块)提供的功率输入。控制器230和/或移相器228还应用适当的波束权重(weight)并进行任何适当的波束权重校正，以控制由辐射元件204传输的rf信号的振幅和相位。

天线系统200还包括恰当编程的计算机处理器236(或处理器模块)。处理器236在程序控制下被配置以实施一系列方法步骤，包括电子地定向由阵列202中的选择的辐射元件204(例如，激励的辐射元件204)形成的菱形形状206，使得第一轴线210与多个中继平台110的平面120对准的方法。作为一个示例，处理器236控制多个辐射元件204中的哪些选择的辐射元件204被激励和/或去激励(选择辐射元件204中的哪些为激励的辐射元件204a和去激励的辐射元件204b)。辐射元件204的控制例如通过限定第一轴线210和第二轴线212的长度来配置菱形形状206的形状和/或尺寸。辐射元件204的控制还例如通过限定第一轴线210和第二轴线212的旋转定向来配置菱形形状206的定向，使得对角线(例如，第一轴线210)的定向与中继平台110的平面120对准。响应于用户终端108和中继平台110中的一个或多个之间的相对位置变化，辐射元件204的控制还重新配置菱形形状206的定向，使得对角线(例如，第一轴线210)的定向保持与中继平台110的平面120对准。换句话说，处理器236经配置以控制菱形形状206的旋转程度或旋转对准。

例如，所公开的方法300(图17)，可以电子地定向由选择辐射元件204和/或其部分形成的菱形形状206的方法可以被实施为或利用计算机程序产品，计算机程序产品包括非暂时性计算机可读存储器介质和存储在非暂时性计算机可读存储介质上的计算机控制指令，计算机控制指令由计算机处理器(诸如天线系统200的计算机处理器236)执行。

示例性系统200还可以包括一个或多个数据存储器、输入设备、输出设备和网络接口。可以使用包括例如数据总线和母板的总线系统来建立和控制系统200的部件之间的数据通信。也可以使用其他系统架构。

处理器236可以例如包括一个或多个微处理器。数据存储器可以例如包括随机存取存储器存储设备(诸如动态随机存取存储器)、一个或多个硬盘驱动器、闪速存储器和/或只读存储器或其他类型的计算机可读介质存储器设备。

因此，本文描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路、集成电路、专门设计的asic(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括在可编程系统上可执行和/或可解释的一个或多个计算机程序中的实施方式，该可编程系统包括可以是专用或通用的至少一个可编程处理器，该可编程处理器被耦合以从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，并且以将数据和指令传输到存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备。

这些计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序或代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以以高级程序和/或面向对象的编程语言和/或汇编/机器语言实施。如本文所使用的，术语“机器可读介质”、“计算机可读介质”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、装置和/或设备(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件(pld))，包括接收机器指令作为机器可读信号的机器可读介质。术语“机器可读信号”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。

再次参照图15并参考图3和图4，在一个示例中，处理器236还经配置以确定用户终端108的空间中的位置和地点。在一个示例中，处理器236从全球定位系统(gps)设备254(或gps模块)接收用于用户终端108的位置信息。作为一个示例，gps设备254被集成到天线系统200中。作为另一示例，gps设备254被集成到用户终端108(例如，移动平台或车辆的)的控制系统或导航系统中。

在一个示例中，处理器236还经配置以确定中继平台110中的每个的空间中的位置和地点。根据中继平台110(例如，卫星126或飞行器130)的类型，用于中继平台110的位置信息可以存储在例如存储器中并传送到处理器236，或者可以由处理器236确定。在一个示例中，中继平台110中的每个在给定时间(例如，用于卫星126的星历或用于飞行器130的预定飞行路径)的位置是预定的并且传送到处理器236。作为一个示例，预定位置信息可以被预加载到存储器上(例如，存储在用户终端108或天线系统200上)并传送到处理器236。作为另一示例，预定位置信息可以存储在中继平台110上并传送到处理器236。在一个示例中，通过处理器236确定或计算中继平台110中的每个在给定时间的位置。

因此，处理器236经配置以基于用于中继平台110的位置信息和菱形形状206的定向确定平面120，菱形形状206的定向基于菱形形状206的对角线(例如，第一轴线210)与平面120的对准。

在一个示例中，处理器236还经配置以确定通过激励选择的多个辐射元件204形成的菱形形状206的最佳配置。在一个示例中，处理器236经配置以计算菱形形状206的第一轴线210的第二轴线212的长度，以平衡(例如，优化)对沿第一轴线210的旁瓣干扰的抑制与对沿第二轴线212的旁瓣干扰的抑制。处理器236还经配置以平衡(例如，优化)菱形形状206的第一轴线210和第二轴线212的长度与由菱形形状206形成的整个区域。本领域技术人员将理解，在rf通信中，由阵列202的激励的辐射元件204a限定的区域越大(例如，天线孔径越大)，提供给rf信号的方向性就越大。因此，处理器236经配置以平衡旁瓣抑制(例如，基于第一轴线210和第二轴线212的长度)与方向性(例如，基于菱形形状206的面积)。

参照图16，在一个示例(例如，图12和图13所示的示例)中，天线系统200还包括旋转机构240。旋转机构240经配置以机械地定向由阵列202的辐射元件204形成的菱形形状206，使得第一轴线210与多个中继平台110的平面120对准。处理器236经配置以通过旋转机构240来控制阵列202的机械旋转程度。

由阵列202形成的菱形形状206的定向无论被电子配置(例如，通过选择性地激励和去激励圆形平面阵列208的辐射元件204以限定菱形形状206的旋转定向)、机械配置(例如，通过机械地旋转菱形平面阵列218以限定菱形形状206的旋转定向)或它们的组合，定向变化的分辨率都可以仅由阵列202的结构限制(例如，辐射元件204的数量)和/或旋转机构来限制。

参照图17并参考图1至图16，公开了通信方法300的一个示例。方法300是利用所公开的通信系统100和用于无线通信的天线系统200的一个示例性实施方式。在不脱离本公开的范围的情况下，可以对方法300进行修改、添加或省略。方法300可以包括更多、更少或其他的步骤。另外，可以以任何合适的顺序执行这些步骤。

参照图16并参考图3至图13，在一个示例中，方法300包括以菱形形状206配置辐射元件204的阵列202的步骤，如在框302处所示。菱形形状包括第一轴线210和第二轴线212。如在框304处所示，该方法300还包括定向菱形形状206以将第一轴线210与由多个机载通信中继平台110共享的参考平面120对准的步骤。如在框306处所示，方法300还包括响应于参考平面120相对于阵列202的位置变化，重新定向菱形形状206以维持第一轴线210与参考平面120对准的步骤。

参照图16并参考图3至图11，在方法300的一个实施方式中，以菱形形状206配置辐射元件204的阵列202的步骤(框302)包括以下步骤：以圆形平面阵列208布置辐射元件204，如在框308处所示，和激励和去激励辐射元件204中的选择的辐射元件204(例如，激励的辐射元件204a和去激励的辐射元件204b)以形成菱形形状206，如在框310处所示。

在方法300的这种实施方式中，定向菱形形状206以将第一轴线210与参考平面120对准的步骤(框304)包括以下步骤：激励和去激励辐射元件204中的不同的选择辐射元件204以定向菱形形状206，如在框312处所示，和将第一轴线210与参考平面120对准，如在框314处所示。

在方法300的这种实施方式中，重新定向菱形形状206以维持第一轴线210与参考平面120对准的步骤(框306)包括以下步骤：激励和去激励辐射元件204中的仍不同的选择辐射元件204以重新定向菱形形状206，如在框316处所示，和将第一轴线210与参考平面120重新对准，如在框318处所示。

参照图16并参考图3、图4、图6至图9、图12和图13，在方法300的另一实施方式中，配置菱形形状206中的辐射元件204的阵列202的步骤(框302)包括以下步骤：以菱形平面阵列218布置辐射元件204，如在框320处所示，和激励辐射元件204以形成菱形形状206，如在框322处所示。

在方法300的这种实施方式中，定向菱形形状206以使第一轴线210与参考平面120对准的步骤(框304)包括以下步骤：旋转阵列202以定向菱形形状206，如在框324处所示，和将第一轴线210与参考平面120对准，如在框314处所示。

在方法300的这种实施方式中，重新定向菱形形状206以维持第一轴线210与参考平面120对准的步骤(框306)包括以下步骤：旋转阵列202以重新定向菱形形状206，如在框326处所示，和将第一轴线210与参考平面120重新对准，如在框318处所示。

在最初配置辐射元件204的阵列202的任何步骤(框302)期间，重新配置阵列202以定向菱形形状206以使第一轴线210与参考平面120对准(框304)和/或再次重新配置阵列202以重新定向菱形形状206以使第一轴线210与参考平面120重新对准(例如，维持)(框306)，方法300还包括确定中继平台的位置和确定用户终端108(和天线系统200)的位置的步骤。基于该位置信息，方法300还包括限定平面120的相对位置的步骤。基于所确定的平面120的相对位置，方法300还包括确定菱形形状206的定向的步骤，以便使对角线(例如，第一轴线210)与平面120对准。

因此，所公开的天线系统200例如与所公开的通信系统100和方法300一起使用的，提供辐射元件204的动态可重构阵列202，该动态可重构阵列202可以通过重新定向由辐射元件形成的菱形形状206适应于移动环境，以减少对相邻中继平台110的旁瓣干扰。通过选择性地激励和去激励辐射元件204中的不同辐射元件204，菱形形状206的电子重新配置提供了对辐射图案的更好控制和更多的自由度。所公开的天线系统200减少(如果不是消除的话)对与中继平台110(例如，第一中继平台110a)(其正与天线系统200通信)相邻的中继平台110(例如，第二中继平台110b和第三中继平台110c)的干扰，这改善了系统中的信号噪声干扰比(snir)性能。通过维持菱形形状206的对角线(例如，第一轴线210)与多个中继平台110的参考平面120对准，来控制由激励的辐射元件204形成的菱形形状206的几何形状维持了指向定位在平面120内的相邻中继平台110(例如，第二中继平台110b和第三中继平台110c)的最低振幅旁瓣。

贯穿本公开，所公开的天线系统200的各种部件被描述为“模块”。为了本公开的目的，术语模块可以包括硬件、软件或硬件和软件的组合。作为一个示例，模块可以包括具有处理器、存储设备(例如，存储器)、输入设备和/或显示器的计算机。该模块还可以包括具有指令的计算机可读存储介质，当由处理器执行时，该指令使得处理器实施或执行所描述的功能。

除非另外指明，术语“第一”、“第二”等在本文中仅用作标签，并且不意图对这些术语所涉及的项目施加顺序的、位置的或分等级的要求。此外，对“第二”项目的引用并不要求或排除较小编号项目(例如，“第一”项目)和/或较高编号项目(例如，“第三”项目)的存在。

如本文所使用的，短语“……中的至少一个”当与项目列表一起使用时，可以使用所列出的项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的项目中的一个。项目可以是特定的对象、事物或类别。换句话说，“中的至少一个”是指可以从列表中使用的项目或项目数量的任何组合，但并非可能需要列表中的所有项目。例如，“项目a、项目b和项目c中的至少一个”可以是指项目a；项目a和项目b；项目b；项目a、项目b和项目c；或项目b和项目c。在某些情况下，“项目a、项目b和项目c中的至少一个”可以是指例如但不限于项目a中的两个、项目b中的一个和项目c中的十个；项目b中的四个和项目c的七个；或一些其它合适的组合。

进一步地，本公开包括根据以下条款的示例：

条款1.一种天线系统(200)，其包括：

形成菱形形状(206)的辐射元件(204)的阵列(202)，其中：

所述菱形形状包括第一轴线(210)和第二轴线(212)，

所述菱形形状被定向为所述第一轴线与由多个机载通信中继平台(110)共享的参考平面(120)对准，以及

响应于所述参考平面相对于所述阵列的位置变化，所述菱形形状被重新定向以维持所述第一轴线与所述参考平面对准。

条款2.根据条款1的系统，其中：

所述阵列包括圆形平面阵列(208)，

所述圆形平面阵列包括激励的辐射元件(204a)和去激励的辐射元件(204b)，以及

所述激励的辐射元件形成所述菱形形状。

条款3.根据条款2的系统进一步包括电子耦合到所述阵列的处理器(236)，其中：

所述处理器经配置以通过激励和去激励所述辐射元件中选择的辐射元件来电子地定向所述菱形形状，以及

所述处理器经配置以通过激励和去激励所述辐射元件中选择的不同的辐射元件以使所述菱形形状围绕所述阵列的中心(216)旋转，来电子地重新定向所述菱形形状。

条款4.根据条款1的系统，其中：

所述阵列包括菱形平面阵列(218)，

所述菱形平面阵列包括激励的辐射元件(204a)，以及

所述激励的辐射元件形成所述菱形形状。

条款5.根据条款4的系统进一步包括机械地联接到所述阵列的旋转机构(240)，其中：

所述旋转机构经配置以机械地定向所述菱形形状，以及

所述旋转机构经配置以通过使所述阵列围绕所述阵列的中心(216)旋转来机械地重新定向所述菱形形状。

条款6.根据条款1的系统，其中所述第一轴线和所述第二轴线具有相等的长度。

条款7.根据条款1的系统，其中所述第一轴线和所述第二轴线具有不同的长度。

条款8.一种通信系统(100)包括：

多个机载通信中继平台(110)，其沿共享的参考平面(120)内的路径(122)行进；以及

用户终端(108)，其通过天线系统(200)与所述通信中继平台中的一个进行无线通信，所述天线系统包括形成菱形形状(206)的辐射元件(204)的阵列(202)，其中：

所述菱形形状包括第一轴线(210)和第二轴线(212)，

所述菱形形状被定向为所述第一轴线与所述参考平面对准，以及

响应于所述中继平台中的至少一个相对于所述用户终端的位置变化，所述菱形形状被重新定向以维持所述第一轴线与所述参考平面对准。

条款9.根据条款8的系统，其中：

所述阵列包括圆形平面阵列(208)，

所述圆形平面阵列包括激励的辐射元件(204a)和去激励的辐射元件(204b)，以及

所述激励的辐射元件形成所述菱形形状。

条款10.根据条款9的系统，其中所述天线系统进一步包括电子耦合到所述阵列的处理器(236)，其中：

所述处理器经配置以通过激励和去激励所述辐射元件中选择的辐射元件来电子地定向所述菱形形状，以及

所述处理器经配置以通过激励和去激励所述辐射元件中选择的不同辐射元件以使所述菱形形状围绕所述阵列的中心(216)旋转，来电子地重新定向所述菱形形状。

条款11.根据条款8的系统，其中：

所述阵列包括菱形平面阵列(218)，

所述菱形平面阵列包括激励的辐射元件(204a)，并且所述激励的辐射元件形成所述菱形形状。

条款12.根据条款11的系统，其中所述天线系统200进一步包括机械地联接到所述阵列的旋转机构(240)，其中：

所述旋转机构经配置以机械地定向所述菱形形状，以及

所述旋转机构经配置以通过使所述阵列围绕所述阵列的中心(216)旋转来机械地重新定向所述菱形形状。

条款13.根据条款8的系统，其中所述机载通信中继平台中的每个包括卫星(126)，并且其中所述参考平面是轨道平面。

条款14.根据条款8的系统，其中所述机载通信中继平台中的每个包括高海拔飞行器(130)，并且其中所述参考平面是轨道平面。

条款15.根据条款8的系统，其中所述用户终端是车载终端、航空终端和海事终端中的一个。

条款16.一种通信方法(300)包括：

以菱形形状(206)配置(302)辐射元件(204)的阵列(202)，所述菱形形状包括第一轴线(210)和第二轴线(212)；

定向(304)所述菱形形状以将所述第一轴线与由多个机载通信中继平台(110)共享的参考平面(120)对准；以及

响应于所述参考平面相对于所述阵列的位置变化，重新定向(306)所述菱形形状以维持所述第一轴线与所述参考平面对准。

条款17.根据条款16的方法，进一步包括：

以圆形平面阵列(208)布置(308)所述辐射元件；

激励和去激励(310)所述辐射元件中选择的辐射元件，以形成所述菱形形状；

激励和去激励(312)所述辐射元件中不同的选择的辐射元件，以定向所述菱形形状；以及

将所述第一轴线与所述参考平面对准(314)。

条款18.根据条款17的方法，进一步包括：

激励和去激励(316)所述辐射元件中仍不同的选择的辐射元件，以重新定向所述菱形形状；以及

将所述第一轴线和所述参考平面重新对准(318)。

条款19.根据条款16的方法，进一步包括：

以菱形平面阵列(218)布置(320)所述辐射元件；

激励(320)所述辐射元件以形成所述菱形形状；

旋转(324)所述阵列以定向所述菱形形状；以及

将所述第一轴线与所述参考平面对准(314)。

条款20.根据条款19的方法进一步包括：

旋转(326)所述阵列以重新定向所述菱形形状；以及

将所述第一轴线和所述参考平面重新对准(318)。

虽然已经示出并描述了所公开的系统和方法的各种示例，但是本领域的技术人员在阅读本说明书时可以进行修改。本申请包括此类修改并且仅由权利要求的范围限制。