车辆相控阵列天线的方向图生成的制作方法

本申请总体上涉及用于提供定向增益的车辆的天线阵列的配置。

背景技术：

当在开放式公路上行驶时，为了安全操纵，车辆的驾驶员要观察和处理的信息量不断增加。驾驶员不仅必须凭借自身能力了解和遵守道路规则，他们还必须知道附近的车辆在做什么。尽管很多汽车拥有用于检测障碍物或其它车辆的仪器和传感器(诸如雷达或超声)，但是这些传感器的范围限于几辆车的距离，并且这些传感器通常不能检测到经过它们之间的障碍物的对象。车辆对车辆(v2v)通信系统和车辆对基础设施(v2i)通信系统允许车辆传送并共享信息，从而允许驾驶员利用关于车辆的附加信息专注于车辆操作。v2v和v2i通常限于几百米并且高度依赖于障碍物是否在通信系统的天线与其进行通信的另一方之间。

技术实现要素：

一种用于车辆的通信系统包括相控阵列天线和控制器。所述相控阵列天线具有多个阵元。所述控制器被配置为：基于车辆的速度和转向角，选择所述阵元的子集以波束形成所述天线的辐射方向图的主瓣。

一种用于车辆的通信系统包括具有多个阵元的相控阵列天线和控制器。所述控制器被配置为：基于车辆的速度和速度变化，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移，以波束形成所述天线的辐射方向图的主瓣。

根据本发明的一个实施例，所述通信系统还包括收发器，并且所述收发器以大于3ghz的频率发射所述辐射方向图。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：基于来自车辆的模块的指示转向指示器的激活的转向信号，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：基于来自车辆的模块的指示制动力的施加的制动信号，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：基于转向角，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：基于车辆的位置以及周围区域的地图数据库，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：基于由导航系统生成的路线，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移。

一种车辆包括具有多个阵元的相控阵列天线和控制器。所述控制器被配置为：基于车辆的速度变化，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移，以波束形成所述天线的辐射方向图的主瓣。

根据本发明的一个实施例，所述车辆还包括与所述控制器连接的转向角传感器，其中，所述控制器还被配置为：基于所述转向角传感器的输出，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移，以使所述辐射方向图的主瓣集中在转向的方向上。

根据本发明的一个实施例，所述车辆还包括与所述控制器连接的车轮转速传感器，其中，所述控制器还被配置为：根据所述车轮转速传感器的输出，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移，以使所述辐射方向图的主瓣集中在车辆的向前方向上。

根据本发明的一个实施例，所述车辆还包括与所述控制器连接的防抱死制动模块，其中，所述控制器还被配置为：基于所述防抱死制动模块的输出，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移，以使所述辐射方向图的主瓣集中在车辆后方。

根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为：根据来自所述防抱死制动模块的指示制动力的制动信号，选择所述阵元的子集并且使从所述阵元的子集中的每个阵元发射的信号的相位偏移，以使辐射方向图的主瓣集中在车辆后方。

附图说明

图1a和图1b是车辆信息娱乐系统的示例性框式拓扑图。

图2是包括相控阵列天线的车辆通信系统的示例性示图。

图3a是被配置为使用车辆的相控阵列天线产生辐射方向图的天线系统的二维示图，其中，所述辐射方向图在整个360度内具有大致相等的增益。

图3b是被配置为当车辆的位置接近隧道壁时使用车辆的相控阵列天线产生辐射方向图的天线系统的二维示图。

图4a是被配置为使用车辆的相控阵列天线产生辐射方向图的天线系统的二维示图，其中，所述辐射方向图具有向车辆的前方和车辆的后方增大的增益。

图4b是被配置为当车辆的位置接近隧道壁时使用车辆的相控阵列天线产生辐射方向图的天线系统的二维示图，其中，所述辐射方向图具有向车辆的前方和车辆的后方增大的增益。

图5是被配置为使用车辆的相控阵列天线产生辐射方向图的天线系统的二维示图，其中，所述辐射方向图具有沿着两个前瓣(frontallobe)以及在车辆的后方增大的增益。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采用各种替代形式。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用实施例的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各个特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。

本公开的实施例总体上提供了多个电路或其它电气装置。对所述电路和其它电气装置以及由它们中的每一个提供的功能的所有提及都不意在限于仅涵盖在此示出和描述的内容。虽然特定的标号可被分配给公开的各种电路或其它电气装置，但是这样的标号并不意在限制所述电路和其它电气装置的操作范围。可基于所期望的特定类型的电气实现方式，以任何方式将这种电路和其它电气装置彼此组合和/或分离。应认识到的是，在此公开的任何电路或其它电气装置可包括任意数量的微处理器、集成电路、存储装置(例如，闪存、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)或上述项的其它适当变型)以及软件，它们彼此协作以执行在此公开的操作。此外，任意一个或更多个电气装置可被配置为执行在非暂时性计算机可读介质中实现的计算机程序，其中，所述计算机程序被编写为用于执行公开的任意数量的功能。

除了其它方面，本公开提出了在用于车辆对车辆(v2v)通信、车辆对基础设施(v2i)通信以及车辆对云端通信的通信系统和方法中使用的天线系统。所述天线系统具有快速改变其配置以适应于车辆操作、地理状况和当前检测到的通信信道的变化的能力。由于对快速适应和通信的需求，所以通常使用专用短程通信(dsrc)。可使用蜂窝网络；然而，需要解决蜂窝网络的延迟问题。车辆操作包括来自车辆中的很多模块的信息，所述很多模块包括：转向柱控制模块(sccm)、动力传动系统控制模块(pcm)、避免碰撞系统、驻车辅助模块、侧面或盲点检测系统、变速器控制模块、全球定位系统(gps)模块、防抱死制动系统(abs)模块、专用短程通信(dsrc)模块和电子稳定性控制(esc)模块。天线系统可以是相控阵列天线。相控阵列天线由多个辐射阵元组成，所述多个辐射阵元均具有移相器。波束可通过使从辐射阵元中的每个阵元发射的信号的相位偏移来形成，以提供用于沿着期望的方向引导(steer)波束的相长干涉或相消干涉。此外，波束可通过选择阵元的子集并使从选择的辐射阵元的子集中的每个辐射阵元发射的信号的相位偏移来形成，以提供用于沿着期望的方向引导波束的相长干涉或相消干涉。

在v2v通信期间，行驶在公路上的车辆可具有有限的时间来调整天线和波束形成或者引导辐射方向图以优化通信(包括对预测的目标的接收和发送)。一种方法是基于来自sccm或转向角传感器的信号来调整每个辐射阵元的相位或辐射阵元的子集中的每个辐射阵元的相位。来自转向角传感器的信号指示车辆的预期行驶路径，并且可用于沿着车辆将行驶的方向引导波束。另一种方法是基于来自pcm、车轮转速传感器、变速器控制模块或驱动轴转速的信号来调整每个辐射阵元的相位或辐射阵元的子集中的每个辐射阵元的相位。基于指示车辆速度的信号，可调整波束的形状。例如，当车辆静止或者以低速行驶(例如每小时15英里)时，当在平面上观察时，波束方向图可以是圆形的。球形辐射方向图(在单个平面上被看作圆形)对于与来自车辆的所有方向上的目标进行通信可能是有益的。当车辆处于运动时，辐射方向图可被调整以沿着可能的目标的方向上增大。当车辆加速时，改变方向图可以是有利的，使得rf方向图的至少一个波瓣在车辆前方增大，从而允许与车辆前方目标的通信范围扩大。这种车辆前方的通信范围的扩大可增大关于与车辆基础设施或车辆前方的其它车辆传送的消息的响应时间。同样，当车辆减速时，改变方向图可以是有利的，使得rf方向图的至少一个波瓣在车辆后方增大，从而允许与车辆后方目标的通信范围扩大。这种车辆后方的通信范围的扩大可增大关于与车辆后方的其它车辆或车辆基础设施传送的消息的响应时间。这种响应时间的增大可允许车辆后方的其它车辆制动/减速，或者在道路封闭的情况下，从附近的出口出去以避免减速。

天线系统还可接收全球定位系统(gps)数据。天线系统的控制器可基于gps数据来调整每个辐射阵元的相位或者辐射阵元的子集中的每个辐射阵元的相位。控制器可确定车辆的位置在墙壁或隧道附近，并且响应于所述确定，调整每个辐射阵元的相位或辐射阵元的子集中的每个辐射阵元的相位，使得rf方向图的至少一个波瓣增大以向车辆前方延伸，从而允许与车辆前方的目标的通信范围扩大，或者，使得rf方向图的至少一个波瓣增大以向车辆后方延伸，从而允许与车辆后方的目标的通信范围扩大。通过在接近墙壁、建筑物或在隧道内时向车辆的前方和车辆的后方波束形成rf方向图，天线系统可减少由于那些结构体的表面的反射而引起的干扰。另外，天线系统可使用gps数据沿着基础设施天线的方向波束形成rf方向图，以提高通信可靠性和信号强度。天线系统可与独立的嵌入式调制解调器、独立的收发器或者集成到信息娱乐系统内的收发器结合。

图1a和图1b示出了可用于向车辆102提供远程信息处理服务的系统100的示例图。车辆102可以是各种类型的乘用车辆之一(诸如，混合型多用途车辆(cuv)、运动型多用途车辆(suv))、卡车、休旅车(rv)、船、飞机或用于运输人或物品的其它移动机器。作为一些非限制性可行方式，远程信息处理服务可包括导航、逐向导航(turn-by-turndirection)、车辆健康状况报告、本地商业搜索、事故报告以及免提呼叫。在示例中，系统100可包括由密歇根州迪尔伯恩市的福特汽车公司制造的sync系统。应注意的是，示出的系统100仅仅是示例，并且可使用更多、更少和/或不同布置的元件。

计算平台104可包括一个或更多个处理器106，所述一个或更多个处理器106连接到内存108和计算机可读存储介质112两者并被配置为执行支持在此描述的处理的指令、命令和其它例程。例如，计算平台104可被配置为执行车辆应用110的指令以提供多种功能(诸如，导航、事故报告、卫星无线电解码和免提呼叫)。可使用各种类型的计算机可读存储介质112以非易失性方式来保存这样的指令和其它数据。计算机可读介质112(也被称作处理器可读介质或存储器)包括参与提供可由计算平台104的处理器106读取的指令或其它数据的任何非暂时性介质(例如，有形介质)。处理器还可以是分别执行所有驾驶员警报中的一部分的多个计算单元中的多个处理器。例如，位于音频模块(122)中的一个处理器可执行可听警报功能，而视频控制器(140)中的不同的处理器处理从同一警报消息中判断出的视觉警报。可从使用各种编程语言和/或技术创建的计算机程序编译或解释计算机可执行指令，所述各种编程语言和/或技术包括但不限于以下项中单独一个或它们的组合：java、c、c++、c#、objectivec、fortran、pascal、javascript、python、perl和pl/sql。

计算平台104可设置有允许车辆乘员与计算平台104交互的各种功能。例如，计算平台104可包括被配置为通过连接的麦克风116接收来自车辆乘员的语音命令的音频输入114以及被配置为从连接的装置接收音频信号的辅助音频输入118。辅助音频输入118可以是物理连接(诸如，电线或光缆)或无线输入(诸如，蓝牙音频连接)。在一些示例中，音频输入114可被配置为提供音频处理能力，诸如，低电平信号的前置放大以及将模拟输入转换成数字数据以供处理器106进行处理。

计算平台104还可向具有音频重放功能的音频模块122的输入提供一个或更多个音频输出120。在其它示例中，计算平台104可通过使用一个或更多个专用扬声器(未示出)向乘员提供音频输出。音频模块122可包括输入选择器124，输入选择器124被配置为：向音频放大器128提供来自选择的音频源126的音频内容，以用于通过车辆扬声器130或耳机(未示出)进行重放。作为一些示例，音频源126可包括解码的调幅(am)无线电信号或调频(fm)无线电信号以及来自致密盘(cd)或数字多功能盘(dvd)音频重放的音频信号。音频源126还可包括从计算平台104接收的音频，诸如，由计算平台104产生的音频内容、从连接到计算平台104的通用串行总线(usb)子系统132的闪存驱动器解码的音频内容以及从辅助音频输入118通过计算平台104传送的音频内容。

计算平台104可利用语音接口134来向计算平台104提供免提接口。语音接口134可支持根据与可用命令关联的语法对经由麦克风116接收的音频进行语音识别，并且支持生成语音提示以用于经由音频模块122进行输出。在一些情况下，系统可被配置为：当音频提示已经准备好由计算平台104进行呈现且另一音频源126被选择用于重放时，暂时静音或以其它方式超驰(override)由输入选择器124指定的音频源。

计算平台104还可从被配置为提供乘员与车辆102的交互的人机界面(hmi)控制件(control)136接收输入。例如，计算平台104可与被配置为调用计算平台104上的功能的一个或更多个按钮或者其它hmi控制件(例如，方向盘音频按钮、一键通按钮、仪表板控制件等)进行交互。计算平台104还可驱动一个或更多个显示器138或者以其它方式与一个或更多个显示器138进行通信，一个或更多个显示器138被配置为通过视频控制器140向车辆乘员提供视觉输出。在一些情况下，显示器138可为触摸屏，触摸屏被进一步配置为经由视频控制器140接收用户触摸输入，而在其它情况下，显示器138可仅为不具备触摸输入能力的显示器。

计算平台104还可被配置为经由一个或更多个车载网络142与车辆102的其它组件进行通信。作为一些示例，车载网络142可包括车辆控制器局域网(can)、以太网以及面向媒体的系统传输(most)中的一个或更多个。车载网络142可允许计算平台104与车辆102的其它系统(诸如，车载调制解调器144(在一些配置中可能不存在)、被配置为提供车辆102的当前位置和行驶方向信息的全球定位系统(gps)模块146以及被配置为与计算平台104协作的各种车辆电子控制单元(ecu)148)进行通信。作为一些非限制性的可行方式，车辆ecu148可包括：动力传动系统控制模块，被配置为提供发动机操作组件(例如，怠速控制组件、燃料输送组件、排放控制组件等)的控制以及发动机操作组件的监测(例如，发动机诊断代码的状态)；车身控制模块，被配置为管理各种电力控制功能(诸如，外部照明、内部照明、无钥匙进入、远程启动以及接入点状态验证(例如，车辆102的引擎盖、车门和/或行李厢的关闭状态))；无线电收发器模块，被配置为与遥控钥匙(keyfob)或车辆102的其它本地装置进行通信；气候控制管理模块，被配置为提供加热和冷却系统组件的控制和监测(例如，压缩机离合器和鼓风机风扇控制、温度传感器信息等)。其它ecu148包括转向柱控制模块(sccm)、动力传动系统控制模块(pcm)、避免碰撞系统、驻车辅助模块、侧面或盲区检测系统、变速器控制模块、全球定位系统(gps)模块、防抱死制动系统(abs)模块、专用短程通信(dsrc)模块和电子稳定性控制(esc)模块。

如示出的，音频模块122和hmi控制件136可通过第一车载网络142-a与计算平台104进行通信，车辆调制解调器144、gps模块146和车辆ecu148可通过第二车载网络142-b与计算平台104进行通信。在其它示例中，计算平台104可被连接到更多或更少的车载网络142。此外或可选地，一个或更多个hmi控制件136或其它组件可经由与示出的车载网络142不同的车载网络142连接到计算平台104，或者直接连接到计算平台104而不连接到车载网络142。

计算平台104还可被配置为与车辆乘员的移动装置152进行通信。移动装置152可以是任何各种类型的便携式计算装置，诸如，蜂窝电话、平板计算机、智能手表、膝上型计算机、便携式音乐播放器或能够与计算平台104进行通信的其它装置。在很多示例中，计算平台104可包括无线收发器150(例如，蓝牙模块、zigbee收发器、wi-fi收发器、irda收发器、rfid收发器、专用短程通信(dsrc)收发器等)，无线收发器150被配置为与移动装置152的兼容的无线收发器154进行通信。无线模块可以以载波频率或中心频率发送数据。由于中心频率影响抗噪声性能和带宽，所以中心频率是无线系统的重要方面。例如，典型的远程无钥匙进入系统在美国以315mhz运行，在欧洲以433mhz运行，而wifi和蓝牙可以以包括超过2ghz的频率(诸如，2.4ghz)的频率运行。此外或可选地，计算平台104可通过有线连接与移动装置152进行通信，诸如，经由移动装置152和usb子系统132之间的usb连接与移动装置152进行通信。

通信网络156可向连接到通信网络156的装置提供诸如分组交换网络服务(例如，互联网接入、voip通信服务)的通信服务。通信网络156的示例可包括蜂窝电话网络。移动装置152可经由移动装置152的装置调制解调器158提供到通信网络156的网络连接能力。为了便于通过通信网络156进行通信，移动装置152可与唯一装置标识符(例如，移动装置号码(mdn)、互联网协议(ip)地址等)进行关联，以识别移动装置152通过通信网络156进行的通信。在一些情况下，计算平台104可根据存储介质112中保存的配对的装置数据160来识别车辆102的乘员或具有连接到计算平台104的权限的装置。例如，配对的装置数据160可指示先前与车辆102的计算平台104配对的移动装置152的唯一装置标识符，使得计算平台104可无需用户干预而自动地重新连接到在配对的装置数据160中涉及的移动装置152。

当支持网络连接的移动装置152与计算平台104进行配对时，移动装置152可允许计算平台104使用装置调制解调器158的网络连接能力，以通过通信网络156与远程信息处理服务器162进行通信。在一个示例中，计算平台104可利用移动装置152的话上数据计划或数据计划在计算平台104与通信网络156之间传送信息。此外或可选地，在不使用移动装置152的通信设施的情况下，计算平台104可利用车辆调制解调器144在计算平台104与通信网络156之间传送信息。

与计算平台104类似，移动装置152可包括一个或更多个处理器164，一个或更多个处理器164被配置为执行从移动装置152的存储介质168加载到移动装置152的内存166的移动应用170的指令。在一些示例中，移动应用170可被配置为：经由无线收发器154与计算平台104进行通信，并且经由装置调制解调器158与远程信息处理服务器162或其它网络服务器进行通信。计算平台104还可包括装置链路接口172，以便于将移动应用170的功能与可经由语音接口134获得的命令的语法进行整合，以及便于将移动应用170的功能集成到计算平台104的显示器138中。装置链路接口172还可向移动应用170提供对计算平台104经由车载网络142可获得的车辆信息的访问。装置链路接口172的一些示例包括由密歇根州迪尔伯恩市的福特汽车公司提供的sync系统的syncapplink组件、由加利福尼亚州库比蒂诺市的苹果公司提供的carplay协议或由加利福尼亚州山景城的谷歌公司提供的安卓汽车协议。车辆组件接口应用174可以是安装到移动装置152的这样的一个应用。

移动装置152的车辆组件接口应用174可被配置为便于访问使得车辆102能够进行装置配置的一个或更多个车辆102功能。在一些情况下，可用的车辆102功能可被单个车辆组件接口应用174访问，在这种情况下，车辆组件接口应用174可被配置为可定制的，或者可被配置为保存支持特定车辆102的品牌/型号以及选项包的配置。在示例中，车辆组件接口应用174可被配置为：从车辆102接收可用于被控制的功能的定义，显示描述可用的功能的用户界面，并且向车辆102提供来自该用户界面的用户输入以允许用户控制指示的功能。如下面详细说明的，可识别用于显示车辆组件接口应用174的适当的移动装置152，并且可向识别的车辆组件接口应用174提供用于显示的用户界面的定义以用于向用户显示。

诸如系统100和系统200的系统可能需要移动装置152与计算平台104进行配对和/或其它设置操作。然而，如下面详细说明的，系统可被配置为允许车辆乘员与他们的车辆中的用户接口元件或与任何其它框架启用的车辆进行无缝地交互，而无需移动装置152或可穿戴装置152已与计算平台104配对或者与计算平台104通信。

图2是包括相控阵列天线220的车辆通信系统200的示例性示图。通信系统200包括车辆202，车辆202具有控制模块204以及与控制模块204连接的全球定位系统(gps)接收器206。gps是在大约2000km的高度上绕地球运行的大约30颗gps卫星210的网络。gps接收器206具有用于从gps卫星210a至210d接收信号的至少一个gps天线208。gps接收器计算与接收器206联系的每个卫星210的距离。在该示例中，接收器206经由gps天线208与4个卫星210a、210b、210c和210d连接。gps接收器206基于经由gps天线208接收到的信号传送信息。控制模块204可包括可基于经由gps天线208接收到的信号确定车辆202的位置的控制器或处理器。每个卫星的球面基于到每个卫星的距离来计算。距离通过测量无线电波从卫星行进到接收器的时间来确定。车辆的位置通过三角测量来计算，三角测量计算基于每个卫星与车辆202之间的距离生成的球面的交点。基于车辆的位置和所述位置的周围区域的地图，控制模块204可识别建筑物、天线、陆地拓扑、隧道、桥梁和具有rf特性的其它结构体，在上述结构体的周围，至少一个天线的辐射方向图可被引导朝向或远离上述结构体。例如，在隧道中，辐射方向图可被引导向车辆的前方和后方，以使结构体对发射的辐射的反射最小化。可选地，辐射方向图可朝着天线被引导以增加接收。另一示例是波束形成辐射方向图，使得方向图的主瓣在多个方向上。波束形成为多个方向可以是有益的，例如，在乡村环境中，当车辆接近交叉路时，通过将主瓣的辐射方向图朝着车辆的前方区域集中，车辆能够与预期在将来靠近交叉路的交叉路口行驶的车辆通信。

基于车辆202的位置以及接近所述位置的结构体或所述位置的其它方面，波束形信号可被传送到天线控制212。在该示例中，天线控制212与控制模块214以及多个传感器连接，所述多个传感器包括传感器1214、传感器2216和传感器n218。传感器可以是被配置为检测或测量方向盘的角度的转向角传感器。通常，车辆202的前轮与方向盘连接，使得车辆202的行驶方向通过转向角来确定。另一传感器可以是被配置为检测或测量车辆202的车轮转速的车轮转速传感器。车辆202的速度或车辆202的速度变化可通过车轮转速传感器来确定。又一传感器可包括与车身控制模块连接的转向指示器，所述车身控制模块被配置为点亮车辆202的转向信号。车辆的其它传感器可包括直接与天线控制212连接或者经由车辆数据总线(诸如，can、lin、flexray、以太网、most等)与天线控制212连接的任何车辆传感器。

这里，天线控制212与多个相控阵列天线220(被示出为三个天线220a、220b和220c)连接。每个相控阵列天线220包括多个天线阵元。每个相控阵列天线220可包括开关、组合器和移相器，所述开关用于选择或取消选择特定天线阵元，所述组合器用于累加或组合来自由每个开关选择的每个阵元的每个信号，所述移相器与每个开关和每个阵元串联以用于使从天线阵元接收到的信号的相位发生偏移。基于相控阵列天线的单个的阵元的选择以及选择的天线阵元的子集的相位偏移，辐射方向图可被调整为使天线220的接收和rf方向图集中。在该示图中，车辆202经由rf链路与其它车辆222(被示出为三个其它车辆222a、222b和222c)通信，然而，天线可用于与车辆基础设施或任何其它rf系统进行通信。

图3a是被配置为使用相控阵列天线306产生辐射方向图304的车辆302的天线系统300的二维示图，其中，所述辐射方向图304在整个360度内具有大致相等的增益。该方向图是典型的简单偶极天线配置。图3b是被配置为当车辆的位置接近隧道壁312时使用车辆的相控阵列天线306产生辐射方向图304的车辆302的天线系统310的二维示图。相控阵列天线306被示出为五个相控阵列天线306a、306b、306c、306d和306e。这里，辐射方向图304通常是球形的，使得当沿着单个平面观察时其呈现为圆形。辐射方向图304包括发射到非阻挡空间(non-obstructingspace)中的一部分方向图304a。未被阻挡的rf发射信号314a未与任何对象(诸如，隧道壁312a)接触，并且因此具有最小的未被阻挡的反射316a。另一部分方向图304b被发射使得被阻挡的rf信号314b可被隧道壁312b反射并且反射的信号316b可干扰天线306的接收。基于先前的阵元选择、接收强度、反射幅值和天气状况，控制器可选择不同的阵元组(诸如，所有阵元的子集)或者使选择的阵元的相位偏移以集中rf能量，从而形成辐射方向图的主瓣。同样地，基于车辆302附近的结构体的结构和特性(包括建筑物的地点、建筑物的高度、建筑物的尺寸和建筑物的构造)，控制器可选择不同的阵元组(诸如，所有阵元的子集)或者使选择的阵元的相位偏移以集中rf能量，从而形成辐射方向图的主瓣。关于建筑物的构造，rf能量可透射过材料、被材料反射或者在材料内被吸收。rf特性也可基于rf能量的频率而变化。

图4a是被配置为使用车辆的相控阵列天线406产生辐射方向图404的车辆402的天线系统400的二维示图，其中，所述辐射方向图404具有向车辆的前方和车辆的后方增大的增益。波束形成辐射方向图以向车辆的前方和/或车辆的后方形成主瓣的能力可包括选择相控阵列天线406的特定阵元以及使相控阵列天线的每个选择的阵元的相位偏移。图4b是被配置为当车辆的位置接近隧道壁412时使用相控阵列天线406产生辐射方向图404的车辆402的天线系统410的二维示图，其中，所述辐射方向图404具有向车辆的前方和车辆的后方增大的增益。相控阵列天线406被示出为五个相控阵列天线406a、406b、406c、406d和406e。这里，辐射方向图404是三维表面，当沿着单个平面观察时所述三维表面呈现为一对波瓣404a和404b。辐射方向图404包括发射到车辆前方的非阻挡空间中的一部分方向图404a和发射到车辆后方的非阻挡空间中的一部分方向图404b。未被阻挡的rf发射信号414a和414b未与任何对象(诸如，隧道壁412a或412b)接触，并且因此而存在最小的反射416a和416b。

图5是被配置为使用与车辆502结合的相控阵列天线506产生辐射方向图504的车辆502的天线系统500的二维示图，其中，所述辐射方向图504具有沿着两个前瓣(504a、504b)以及在车辆的后方504c增大的增益。相控阵列天线506被示出为五个相控阵列天线506a、506b、506c、506d和506e。

在此公开的处理、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机，或者通过处理装置、控制器或计算机来实现，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或者专用的电子控制单元。类似地，所述处理、方法或算法可以以多种形式被存储为可被控制器或计算机执行的数据和指令，所述多种形式包括但不限于在非可写存储介质(诸如，rom装置)上永久地存储的信息以及在可写存储介质(诸如，软盘、磁带、cd、ram装置以及其它磁介质和光学介质)上可变地存储的信息。所述处理、方法或算法还可被实现在软件可执行对象中。可选地，可使用合适的硬件组件(诸如，专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置)或者硬件、软件和固件组件的组合来整体或部分地实现所述处理、方法或算法。

尽管上面描述了示例性实施例，但并不意在这些实施例描述了权利要求所涵盖的所有可能形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下作出各种改变。如前所述，各个实施例的特征可被组合，以形成可能未被明确描述或示出的本发明的进一步的实施例。尽管各个实施例可能已被描述为提供优点或者在一个或更多个期望的特性方面优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员应该认识到，一个或更多个特征或特性可被折衷，以实现期望的整体系统属性，期望的整体系统属性取决于具体的应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、装配的容易性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术实施方式的实施例并不在本公开的范围之外，并且可被期望用于特定的应用。