[发明专利]一种定向天线全自动对准装置及方法

权利要求书

1.一种定向天线全自动对准装置，其特征在于：包括感应模块、可靠通信模块、自动对准装置、定向天线和自动控制模块；

所述感应模块，用于获取己侧定向天线的方位信息和高度信息；

所述可靠通信模块，用于交互己侧定向天线和对侧定向天线的方位信息、高度信息、发射功率、接收增益、微调后的实际最大接收功率和对准状态信息；

所述自动对准装置，用于对己侧定向天线进行角度和俯仰角的调整和微调；

所述定向天线，己侧定向天线和对侧定向天线交互无线通信信息；

所述自动控制模块，作为己侧的中心控制和处理模块，接收己侧感应模块的获取信息和己侧可靠通信模块的交互信息、计算己侧定向天线的调整角度和俯仰角，控制己侧自动对准装置对定向天线进行调整，预估调整后的定向天线接收功率范围，控制自动对准装置对定向天线进行微调，实现天线精准对准。

2.根据权利要求1所述的定向天线全自动对准装置，其特征在于：所述感应模块包括GPS单元和高度计，所述可靠通信模块为GSM网络、3G网络或卫星通信网络，所述自动对准装置包括电子罗盘、指北针和云台。

3.根据权利要求1所述的定向天线全自动对准装置，其特征在于：所述感应模块获取的己侧定向天线的方位信息和高度信息，包括经纬度、海拔、天线高度。

4.一种定向天线全自动对准方法，其特征在于：首先，根据己侧定向天线和对侧定向天线的方位信息和高度信息，查询地形数据库，获得己侧定向天线和对侧定向天线之间的通信链路地形剖面信息，根据通信链路地形剖面信息计算通信链路衰减；然后，根据己侧定向天线和对侧定向天线的方位信息和高度信息，计算己侧定向天线和对侧定向天线初始的调整角度和俯仰角，初步调整己侧定向天线和对侧定向天线；接着，结合通信链路衰减，设定己侧定向天线和对侧定向天线的初始发射功率和接收增益，计算接收功率范围；接着，在定向天线微调范围内分别对对己侧定向天线和对侧定向天线进行微调，直至找到各自实际接收功率最大的位置；最后分别判断己侧定向天线和对侧定向天线的实际接收功率最大值是否在各自的接收功率范围内，若不在则发出报警信息，若在则完成天线对准。

5.根据权利要求4所述的定向天线全自动对准方法，其特征在于：在进行微调时，首先对己侧定向天线和对侧定向天线的接收功率范围上限进行比较，对接收功率范围上限大的一方定向天线先进行天线微调，微调完成后再对另一方定向天线进行微调。

6.根据权利要求4所述的定向天线全自动对准方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

(1)根据感应模块中的GPS单元获得定向天线的方位信息，包括经纬度和海拔；根据感应模块中的高度计获得定向天线的高度信息，包括天线高度；

(2)自动控制模块结合己侧定向天线和对侧定向天线的方位信息和高度信息，从地形数据库中读取己侧定向天线和对侧定向天线之间的通信链路地形剖面信息，根据通信链路地形剖面信息计算无线通信链路衰减；

(3)自动控制模块结合己侧定向天线和对侧定向天线的方位信息和高度信息，计算定向天线初始的调整角度和俯仰角，控制自动对准装置对定向天线进行初步调整；

(4)根据无线通信链路衰减信息，设定己侧定向天线的初始发射功率和接收增益；结合对侧定向天线的初始发射功率和接收增益，自动控制模块估算出己侧定向天线的接收功率范围；

(5)对己侧定向天线和对侧定向天线的接收功率范围上限进行比较，对接收功率范围上限大的一方定向天线先进行天线微调，微调完成后再对另一方定向天线进行微调；在后微调的定向天线接收到在先微调的定向天线的实际接收功率的最大值后，开始微调；在先微调的定向天线接收到在后微调的定向天线的实际接收功率的最大值后，确认定向天线的对准完成；微调具体包括如下步骤：

(51)定向天线接收无线信号，得到RSSI值；

(52)根据RSSI值计算定向天线的实际接收功率；

(53)在定向天线的角度和俯仰角微调范围内控制自动对准装置对定向天线进行角度和俯仰角的微调，重复步骤(51)和(52)，当实际接收功率达到最大值时，结束定向天线的微调；

(54)判断实际接收功率的最大值是否在接收功率范围内：当不在范围内时，发出报警信息；否则，通过可靠通信模块向对侧发送出己侧的实际接收功率的最大值。