无线电天线定位的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开内容设及对无线电天线的定位，并且特别设及收发机布置和一种用于定位 第一无线电天线和第二无线电天线的方法、W及天线主瓣宽度变更设备。
【背景技术】
[0002] 非视线NLOS通信是指发射机与至少一个接收机之间的如下无线通信：在该无线 通信中，被发射的信号沿着该发射机与该至少一个接收机之间的至少一个非直接路径进行 传播。运种非直接传播路径可能例如由于周围环境中的反射和/或衍射效应而出现。应当 注意，归因于上述定义，本文中的化OS通信也包括其中除了 一个或若干化OS传播路径之外 还存在视线LOS成分的通信。
[0003] 定向无线电天线是一种天线，其被配置为将所放射的电磁场能量聚焦在预定的方 向上，即给定的高度角和方位角上，因此相比于其他发射方向而言在该预定方向上提供了 增加的天线增益。在文本中，能量的运一焦点将被称为天线主瓣。归因于互易性，最大发射 增益的方向经常与最大接收增益的方向相一致，即发射天线主瓣和接收天线主瓣的高度角 和方位角经常相一致。因此，在本文中，在发射天线主瓣与接收天线主瓣之间将不进行区 分。然而，所理解的是，发射天线主瓣和接收天线主瓣能够既在宽度上又在方位角和高度角 上是不同的。
[0004] 为了达到利用了一个或若干定向天线的通信系统的通信容量中的完全潜能，定向 天线或多个定向天线必须仔细地被定位并且天线主瓣必须关于彼此而被定向，W便于优化 通信系统在例如接收信号功率和误比特率BER方面的性能。
[0005] 定向无线电天线在恰当地被定位和定向时，相比于在所有方向上福射等量能量的 无向性天线而言，经常提供更优的通信系统性能。然而，有缺陷的定位或定向在接收信号功 率和BER方面可能具有低劣的结果。因此，在例如部署诸如微波无线电链路的无线电链路 时，无线电天线的定位和定向是关键性的。
[0006] 天线主瓣在方位角和高度角上的定向经常被称为无线电天线的对准（aligning)， 即使所述定向并不是关于天线之间的视线LOS来执行的。因此，在本文中，无线电天线的对 准是指一个或若干天线主瓣关于一个或若干入站无线电信号的定向，并且不必然是指关于 另一天线的物理地点或方向进行定向。
[0007] 对定向天线（并且尤其是具有窄天线主瓣的天线）进行定位和对准，可能是耗时 的并且因此是高代价的。原因是诸如反射、衍射和穿透的传播现象，它们可能引起电磁能量 的复杂接收场，其中例如作为天线主瓣方向的函数的接收信号功率不是位置和天线主瓣方 向的单峰函数。因此，存在对于在天线对准过程中用W减少天线部署时间和成本的改进的 需求。
[0008] 对化OS通信系统中的定向天线进行定位和对准可能尤其具有挑战性，运归因于 发射机与接收机之间存在多个传播路径。运在城市环境中尤其是真实的，在城市环境中，找 到适合的化OS传播路径经常要求对天线的定位和定向两者。因此，存在对于如下天线对准 过程的需求，该天线对准过程允许了对化OS通信环境中的天线的高效和准确的定位和定 向。
【发明内容】
[0009] 本公开内容的一个目的是提供至少一种方法和多种收发机布置，它们寻求单独地 或者W任何组合地缓解、减轻、或者消除上面所识别的本技术领域中的缺陷和缺点中的一 个或多个，并且提供用于无线电天线的改进的定位和定向的装置。
[0010] 运个目的通过一种用于定位第一无线电天线和第二无线电天线的方法来获得，该 方法包括步骤：将第一天线配置为具有天线主瓣LlW及还有步骤：将第二天线配置为是具 有天线主瓣L2的定向天线。该方法还包括步骤：将第一对准信号从第一天线发射给第二天 线，W及基于所接收的第一对准信号来定位第二天线。该方法进一步包括步骤：将第一天线 重配置为是具有天线主瓣L3的定向天线。天线主瓣L3具有比天线主瓣Ll窄的天线主瓣 宽度。
[0011] 根据一个方面，该方法还包括步骤：将第二对准信号从第二天线发射给第一天线， W及基于所接收的第二对准信号来定位第一天线。
[0012] 根据一个方面，定位第二天线的步骤进一步包括步骤：基于所接收的第一对准信 号，在高度角和方位角上定向第二天线的天线主瓣L2。定位第一天线的步骤进一步包括： 基于所接收的第二对准信号，在高度角和方位角上定向第一天线的天线主瓣L3。
[0013] 根据一个方面，定位第二天线的步骤进一步包括：将第二天线关于第一对准信号 进行对准，并且定位第一天线的步骤进一步包括：将第一天线关于第二对准信号进行对准。
[0014] 根据一个方面，第一天线和第二天线是被适配用于在非视线化OS条件下的通信 的无线电天线。
[0015] 通过所公开的方法的上面提到的方面获得了多个优点。例如，所公开的方法提供 了一种找到最优天线位置和对应的天线主瓣方向的系统性方法，其尤其适合用于在化OS 通信场景中对准定向无线电天线。因此，相比于先前的方法（它们包括例如从位置和天线 主瓣方向的粗略的第一集合开始迭代地定位天线和定向天线主瓣），简化了使用定向天线 的无线电链路的部署。此外，通过所公开的方法增加了实现关于例如接收信号功率的有利 的或者甚至最优的通信条件的概率。
[0016] 进一步的优点是在定位和天线主瓣定向过程中减少了工作步骤的数目，因为相比 于使用较窄的天线主瓣，通过使用较宽的天线主瓣LI,更多的传播路径同时是可见的。运一 天线安装简化有可能导致对于通信网络运营者的成本节省并且导致网络推出（roU-out) 时间上的减少。
[0017] 根据一个方面，将第一天线配置为具有天线主瓣Ll的步骤进一步包括：当没有天 线被连接到开放波导天线接口时，使用具有被配置为生成天线主瓣Ll的所述波导天线接 口的无线电收发机。此外，重配置的步骤包括：当连接到无线电收发机波导天线接口时，连 接被适配为生成天线主瓣L3的定向天线。
[0018] 对所述开放波导天线接口的使用进一步简化了安装实践，因为在重配置步骤中 (即，将第一天线的天线主瓣从较宽的天线主瓣Ll变换为较窄的天线主瓣L3)，不需要另外 的天线、或者其他的天线修改装备。
[0019] 根据一个方面，重配置的步骤进一步包括：使用包括用于附接到已有的天线设备 的装置的天线主瓣宽度变更设备。天线主瓣宽度变更设备被适配为接收从已有的天线设备 发射的无线电信号并且处理所接收的无线电信号，并且使用与已有的天线设备的天线主瓣 不同的次级天线主瓣来重新发射该无线电信号。
[0020] 根据一个方面，相比于已有的天线设备的天线主瓣而言，次级天线主瓣在波束宽 度上较窄。
[0021] 根据一个方面，相比于已有的天线设备的天线主瓣而言，次级天线主瓣在波束宽 度上较宽。
[0022] 根据一个方面，定向天线主瓣L2的步骤进一步包括：评估作为第二天线的位置和 天线主瓣L2的方向的函数的至少一个性能度量，该至少一个性能度量包括W下各项中的 任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、W及互信息。定位第二天 线的步骤还包括：基于该至少一个所评估的性能度量，来选择天线主瓣L2的优选方向。
[0023] 根据一个方面，定向天线主瓣L3的步骤进一步包括：评估作为第一天线的位置和 天线主瓣L3的方向的函数的至少一个性能度量，该至少一个性能度量包括W下各项中的 任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、W及互信息。定位第一天 线的步骤还包括：基于该至少一个所评估的性能度量，来选择天线主瓣L3的优选方向。
[0024] 根据一个方面，定向天线主瓣L2的步骤和定向天线主瓣L3的步骤两者进一步包 括：在预定的持续时间上评估所述至少一个性能度量，W确定该至少一个性能度量的第一 稳定性度量，并且其中对天线主瓣L2和天线主瓣L3的优选方向的选择进一步基于所述第 一稳定性度量。
[00巧]根据一个方面，定向天线主瓣L2的步骤和定向天线主瓣L3的步骤两者进一步包 括：在预定的频率范围上评估所述至少一个性能度量，W确定该至少一个性能度量的第二 稳定性度量。进一步地，对天线主瓣L2和天线主瓣L3的优选方向的选择进一步基于所述 第二稳定性度量。
[00%] 确定该至少一个性能度量的第一稳定性度量或第二稳定性度量的一个优点是，能 够通过应用所公开的方法的多个方面来检测并且丢弃表示了不稳定传播路径的传播路径 W及对应的天线位置和天线主瓣方向、W及还有通过多径传播而虚假地表现为是适合的传 播路径的传播路径。
[0027] 本公开内容的一个目的是也提供一种第一收发机布置和第二收发机布置，它们寻 求缓解、减轻、或者消除上面所识别的本技术领域中的缺陷中的一个或多个缺陷。运个目的 通过一种第一收发机布置来获得，该第一收发机布置包括第一无线电收发机、连接到第一 无线电收发机的对准工具、W及第一天线。第一天线被布置为在具有天线主瓣Ll与具有天 线主瓣L3之间是可重配置的。第一无线电收发机被布置为使用天线主瓣Ll从第一天线发 射第一对准信号。第一无线电收发机还被适配为使用天线主瓣L3通过第一天线来接收第 二对准信号。对准工具进一步被适配为基于作为第一天线的位置和天线主瓣L3的方向的 函数的第二对准信号来测量至少一个性能度量。该至少一个性能度量包括W下各项中的任 一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、W及互信息。
[0028] 根据一个方面，对准工具进一步被适配为基于该至少一个所评估的性能度量，来 选择第一天线的优选位置和天线主瓣L3的优选方向。
[0029] 上面所陈述的目的因此也通过一种第二收发机布置来获得，该第二收发机布置包 括第二无线电收发机、第二天线、W及连接到第二无线电收发机的对准工具。第二天线被配 置为是具有在方向上可调整的天线主瓣L2的定向天线。第二无线电收发机被适配为通过 第二天线来接收第一对准信号。对准工具被适配为基于作为第二天线的位置和天线主瓣L2 的方向的函数的第一对准信号来测量至少一个性能度量。该至少一个性能度量包括W下各 项中的任一项或者它们的组合：接收信号功率、检测均方误差、误比特率、W及接收机互信 息。第二无线电收发机进一步被布置为通过第二天线来发射第二对准信号。
[0030] 根据一个方面，对准工具还被适配为基于该至少一个所评估的性能度量，来选择 第二天线的优选位置和天线主瓣L2的优选方向。
[0031] 本公开内容的一个进一步的目的是提供一种天线主瓣宽度变更设备，其寻求缓 解、减轻、或者消除上面所识别的本技术领域中的缺陷中的一个或多个缺陷。运个天线主瓣 宽度变更设备包括用于附接到已有的天线设备的装置。天线主瓣宽度变更设备被适配为接 收从已有的天线设备发射的无线电信号并且处理所接收的无线电信号，W及使用与已有的 天线设备的天线主瓣不同的次级天线主瓣来重新发射所述无线电信号。因此，所公开的天 线主瓣宽度变更设备能够被用来变更主瓣形状（即它的宽度），而无需拆卸或者W其他方 式变更已有的天线设备。
[0032] 根据一个方面，天线主瓣宽度变更设备进一步包括吸收元件，该吸收元件被布置 为吸收已有的天线设备的所放射的电磁能量的第一部分，并且传递已有的天