VICTS天线相关的信号强度提升方法及系统与流程

本发明涉及天线，尤其涉及一种victs天线相关的信号强度提升方法及系统。

背景技术：

1、victs天线是一种无源机械相控阵天线，因其具有低剖面、低功耗、高g/t值等特点，特别适合应用于卫星动中通天线领域，但由于victs天线与卫星的距离较远，导致卫星发出的信号抵达victs天线时，已经变得及其微弱，此时victs天线接收的信号强度角度，会对后续的信号分析造成影响。

2、目前，通过将卫星端的发射角与天线端的接收角进行极化匹配的方法可以增加天线接收信号的强度，由于卫星端发射信号的方式为广播方式，即向四周发射信号的方式，由于四周环境的影响，从不同角度发射的信号抵达天线端时的信号强度不同，但现有技术仅考虑极化匹配而未考虑到卫星的天线的最大增益指向（最大信号强度的发射方向）对极化匹配的影响，其次，现有技术的极化匹配通过调整发射角和接收角，使得发射角和接收角一致来实现，但是发射方的天线的角度调整包括xyz三个轴的角度，若人为调整三个角度，则效率太低，此时亟待一种可以快速准确地调整xyz三个轴的角度的方案。因此，victs天线相关的信号强度提升的效率不足。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种victs天线相关的信号强度提升方法及系统，可以提升victs天线相关的信号强度提升的效率。

2、第一方面，本发明提供了一种victs天线相关的信号强度提升方法，包括：

3、从发送天线发射探测信号至所述发送天线的周边，在所述发送天线的周边处接收所述探测信号，得到接收信号，构建所述接收信号的方向图；

4、从所述方向图中识别所述探测信号的最大增益指向，基于所述最大增益指向，对预设的接收天线的接收角度与所述发送天线的发送角度之间进行角度匹配，得到角度匹配结果；

5、在所述角度匹配结果为角度匹配成功时，基于所述接收天线的地理方位，计算所述接收天线的极化角，基于所述极化角，确定所述接收天线的天线调整方向，计算所述接收天线的极化向量，对所述极化向量进行向量变换，得到变换向量；

6、采集所述接收天线的入射波单位向量，计算所述变换向量与所述入射波单位向量之间的极化效率，构建所述变换向量与所述极化效率之间的相关模型，利用所述相关模型，从所述变换向量中选取目标变换向量；

7、利用所述天线调整方向与所述目标变换向量完成所述接收天线的信号强度提升，得到所述接收天线的信号强度提升结果。

8、在第一方面的一种可能实现方式中，所述构建所述接收信号的方向图，包括：

9、利用下述公式构建所述接收信号的方向图函数：

10、

11、其中，表示所述方向图函数，表示所述接收信号的信号能量，表示所述接收信号的幅度，表示所述接收信号的相位，表示从发送天线发射探测信号至所述发送天线的周边时，所述探测信号的发射角度，的范围在0度~360度，表示虚数；

12、基于所述方向图函数中发射角度与信号能量之间的函数关系，构建所述探测信号的方向图。

13、在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述最大增益指向，对预设的接收天线的接收角度与所述发送天线的发送角度之间进行角度匹配，得到角度匹配结果，包括：

14、识别所述发送天线的发送角度下的发送信号抵达地面的地面区域；

15、将所述接收天线的天线位置调整至所述地面区域处；

16、在将所述接收天线的天线位置调整至所述地面区域处之后，完成所述接收天线的接收角度与所述发送天线的发送角度之间进行角度匹配，得到角度匹配结果。

17、在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述接收天线的地理方位，计算所述接收天线的极化角，包括：

18、基于所述接收天线的地理方位，利用下述公式计算所述接收天线的极化角：

19、

20、其中，表示所述接收天线的极化角，表示发送天线所在的卫星经度，表示接收天线的地理方位中的经度，表示接收天线的地理方位中的纬度。

21、在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述极化角，确定所述接收天线的天线调整方向，包括：

22、在所述极化角大于预设阈值时，识别所述发送天线相对于所述接收天线的第一相对方位；

23、基于所述第一相对方位，确定所述接收天线的第一天线调整方向；

24、在所述极化角小于预设阈值时，识别所述发送天线相对于所述接收天线的第二相对方位；

25、基于所述第二相对方位，确定所述接收天线的第二天线调整方向。

26、在第一方面的一种可能实现方式中，所述计算所述接收天线的极化向量，包括：

27、利用下述公式计算所述接收天线的极化向量：

28、

29、其中，表示所述极化向量，x，y，z表示垂直于极化向量所在的平面的向量分别在x、y、z轴上的坐标，表示和之间的差值，表示发送天线发送的信号与垂直方向之间的夹角，表示发送天线发送的信号与水平方向之间的夹角。

30、在第一方面的一种可能实现方式中，所述对所述极化向量进行向量变换，得到变换向量，包括：

31、利用下述公式对所述极化向量进行向量变换，得到变换向量：

32、

33、其中，表示所述变换向量，表示接收天线转向后的方向与原前进方向之间的角度，表示接收天线在x轴上与水平面之间的角度，表示接收天线在y轴上与水平面之间的角度。

34、在第一方面的一种可能实现方式中，所述计算所述变换向量与所述入射波单位向量之间的极化效率，包括：

35、利用下述公式计算所述变换向量与所述入射波单位向量之间的极化效率：

36、

37、其中，plf表示所述变换向量与所述入射波单位向量之间的极化效率，表示所述变换向量，表示所述入射波单位向量。

38、在第一方面的一种可能实现方式中，所述构建所述变换向量与所述极化效率之间的相关模型，包括：

39、利用下述公式构建所述变换向量与所述极化效率之间的相关模型：

40、

41、其中，表示所述变换向量与所述极化效率之间的相关模型，表示所述变换向量中的、、、、、、、、，表示回归因子，表示误差参数。

42、第二方面，本发明提供了一种victs天线相关的信号强度提升系统，所述系统包括：

43、方向图构建模块，用于从发送天线发射探测信号至所述发送天线的周边，在所述发送天线的周边处接收所述探测信号，得到接收信号，构建所述接收信号的方向图；

44、角度匹配模块，用于从所述方向图中识别所述探测信号的最大增益指向，基于所述最大增益指向，对预设的接收天线的接收角度与所述发送天线的发送角度之间进行角度匹配，得到角度匹配结果；

45、向量变换模块，用于在所述角度匹配结果为角度匹配成功时，基于所述接收天线的地理方位，计算所述接收天线的极化角，基于所述极化角，确定所述接收天线的天线调整方向，计算所述接收天线的极化向量，对所述极化向量进行向量变换，得到变换向量；

46、向量选取模块，用于采集所述接收天线的入射波单位向量，计算所述变换向量与所述入射波单位向量之间的极化效率，构建所述变换向量与所述极化效率之间的相关模型，利用所述相关模型，从所述变换向量中选取目标变换向量；

47、强度提升模块，用于利用所述天线调整方向与所述目标变换向量完成所述接收天线的信号强度提升，得到所述接收天线的信号强度提升结果。

48、与现有技术相比，本方案的技术原理及有益效果在于：

49、本发明实施例通过构建所述接收信号的方向图，以用于从所述方向图中选取信号能量大的信号的发射方向，本发明实施例通过基于所述接收天线的地理方位，计算所述接收天线的极化角，以用于利用所述极化角确定所述接收天线应该旋转的方向，进一步地，本发明实施例通过计算所述接收天线的极化向量，以用于计算所述接收天线在地面上的向量，进一步地，本发明实施例通过对所述极化向量进行向量变换，以用于对所述接收天线进行x、y、z三轴的角度调整，从而使得极化向量也随之发生变化，进一步地，本发明实施例通过计算所述变换向量与所述入射波单位向量之间的极化效率，以用于检测所述接收天线的偏移角度是否与卫星的发射角度一致，进一步地，本发明实施例通过构建所述变换向量与所述极化效率之间的相关模型，以用于分析所述接收天线在xyz轴上的旋转对所述极化效率造成的影响。因此，本发明实施例提出的一种victs天线相关的信号强度提升方法及系统，可以提升victs天线相关的信号强度提升的效率。