CN104218318B - 天线对准方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种天线对准方法及装置。该方法包括：根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像，所述图像元素类型为接收信号水平RSL曲面或天线辐射方向图中数据点的特征属性；根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像，所述标准特征图像中的主瓣位置与所述实际特征图像中的主瓣对准方向具有对应关系；根据所述标准特征图像中的主瓣位置和所述对应关系，确定所述实际特征图像中的主瓣对准方向，并将所述待调天线调整至所述实际特征图像中的主瓣对准方向。本发明实施例提供的天线对准方法及装置，可以提高天线对准的效率和精度。

Description

天线对准方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种天线对准方法及装置。

背景技术

在微波系统中，两个微波站点之间要正常通信，两端天线必须要对准，才能保证微波站点之间收发信号正常。其中，天线对准是指两端天线的主瓣互相对准，从而使接收到对端天线的信号强度最大。

现有技术中，在室外单元（Out Door Unit，简称ODU）上设置一个接收信号强度指示（Received Signal Strength Indication，简称RSSI）接口，ODU内部的检测电路根据接收信号的强度输出RSSI电压。在天线对准过程中，工作人员首先根据天线所在位置的经纬度和海拔高度对天线进行粗调，天线初步对准；然后工作人员根据天线出厂时的RSSI表格以及系统路径和频率的影响，计算出系统的门限值，并对天线进行精调，在精调过程中，工作人员一边调整天线指向，一边监测RSSI电压大小，当RSSI电压达到计算的系统门限值时，则判断天线已对准。

然而，现有技术的天线对准方式比较繁琐，工作人员对天线对准的精调较难掌控，较易错过主瓣。

发明内容

本发明实施例提供一种天线对准方法及装置，以提高天线对准的效率和精度。

第一方面，本发明实施例提供一种天线对准方法，包括：

根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像，所述图像元素类型为接收信号水平RSL曲面或天线辐射方向图中数据点的特征属性；

根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像，所述标准特征图像中的主瓣位置与所述实际特征图像中的主瓣对准方向具有对应关系；

根据所述标准特征图像中的主瓣位置和所述对应关系，确定所述实际特征图像中的主瓣对准方向，并将所述待调天线调整至所述实际特征图像中的主瓣对准方向。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像之前，还包括：

获取所述待调天线的RSL曲面；

所述根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像，包括：

根据所述标准特征图像、所述RSL曲面以及所述图像元素类型，确定所述待调天线的实际特征图像。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述标准特征图像、所述RSL曲面以及所述图像元素类型，确定待调天线的实际特征图像，包括：

根据所述标准特征图像确定所述实际特征图像的标准起始图像元素点和状态转移矩阵，所述状态转移矩阵用于预测所述实际特征图像的图像元素点轨迹；

根据所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的图像元素点、所述标准起始图像元素点和所述状态转移矩阵，确定所述待调天线的实际特征图像。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述根据所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的图像元素点、所述标准起始图像元素点和所述状态转移矩阵，确定所述待调天线的实际特征图像，包括：

提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的初始图像元素点，根据所述初始图像元素点和所述标准起始图像元素点，确定所述实际特征图像的实际起始图像元素点；

根据所述状态转移矩阵预测所述实际特征图像的标准图像元素点轨迹，并根据所述标准图像元素点轨迹，提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的轨迹图像元素点；

根据所述轨迹图像元素点，确定实际图像元素点轨迹；

根据所述起始图像元素点和所述实际图像元素点轨迹，确定待调天线的实际特征图像。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述根据所述初始图像元素点和所述标准起始图像元素点，确定所述实际特征图像的实际起始图像元素点，包括：

按照预设顺序获取两个相邻初始图像元素点的初始点间距，并按照所述预设顺序获取两个相邻标准起始图像元素点的标准点间距，若所述初始点间距与所述标准点间距差值的绝对值小于预设值，则将所述两个相邻初始图像元素点作为所述实际特征图像的实际起始图像元素点。

结合第一方面的第二种至第四中任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，若所述图像元素类型为局部极大值，所述待调天线的天线类型为平板天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中两条直线的交点；

若所述图像元素类型为局部极小值，所述待调天线的类型为抛物线天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中同心圆的圆心。

结合第一方面、第一方面的第一种至第五中任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像之前，还包括：

获取天线辐射方向图集合和图像元素集合，所述天线辐射方向图集合包括各种类型的天线的标准辐射方向图，所述图像元素集合包括各种图像元素类型；

基于所述天线辐射方向图集合中的每个标准辐射方向图，遍历所述图像元素集合中的每个图像元素类型，从所述标准辐射方向图中提取与所述图像元素类型对应的特征图像元素点，将所述特征图像元素点组成的图像作为与所述标准辐射方向图所属天线的天线类型、所述图像元素类型对应的标准特征图像，并将所述标准特征图像保存到所述特征图像库。

第二方面，本发明实施例提供一种天线对准装置，包括：

选择模块，用于根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像，所述图像元素类型为接收信号水平RSL曲面或天线辐射方向图中数据点的特征属性；

确定模块，用于根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像，所述标准特征图像中的主瓣位置与所述实际特征图像中的主瓣对准方向具有对应关系；

调整模块，用于根据所述标准特征图像中的主瓣位置和所述对应关系，确定所述实际特征图像中的主瓣对准方向，并将所述待调天线调整至所述实际特征图像中的主瓣对准方向。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

曲面获取模块，用于在根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像之前，获取所述待调天线的RSL曲面；

所述确定模块具体用于，根据所述标准特征图像、所述RSL曲面以及所述图像元素类型，确定所述待调天线的实际特征图像。

结合第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述确定模块包括：

第一确定单元，用于根据所述标准特征图像确定所述实际特征图像的标准起始图像元素点和状态转移矩阵，所述状态转移矩阵用于预测所述实际特征图像的图像元素点轨迹；

第二确定单元，用于根据所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的图像元素点、所述标准起始图像元素点和所述状态转移矩阵，确定所述待调天线的实际特征图像。

结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述第二确定单元具体用于：

提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的初始图像元素点，根据所述初始图像元素点和所述标准起始图像元素点，确定所述实际特征图像的实际起始图像元素点；

根据所述状态转移矩阵预测所述实际特征图像的标准图像元素点轨迹，并根据所述标准图像元素点轨迹，提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的轨迹图像元素点；

根据所述轨迹图像元素点，确定实际图像元素点轨迹；

根据所述起始图像元素点和所述实际图像元素点轨迹，确定待调天线的实际特征图像。

结合第二方面的第三种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述第二确定单元还具体用于：

按照预设顺序获取两个相邻初始图像元素点的初始点间距，并按照所述预设顺序获取两个相邻标准起始图像元素点的标准点间距，若所述初始点间距与所述标准点间距差值的绝对值小于预设值，则将所述两个相邻初始图像元素点作为所述实际特征图像的实际起始图像元素点。

结合第二方面的第二种至第四中任一种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，若所述图像元素类型为局部极大值，所述待调天线的天线类型为平板天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中两条直线的交点；

若所述图像元素类型为局部极小值，所述待调天线的类型为抛物线天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中同心圆的圆心。

结合第二方面、第二方面的第一种至第五中任一种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，所述装置还包括集合获取模块，特征图像库建立模块，

所述集合获取模块，用于在根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像之前，获取天线辐射方向图集合和图像元素集合，所述天线辐射方向图集合包括各种类型的天线的标准辐射方向图，所述图像元素集合包括各种图像元素类型；

所述特征图像库建立模块，用于基于所述天线辐射方向图集合中的每个标准辐射方向图，遍历所述图像元素集合中的每个图像元素类型，从所述标准辐射方向图中提取与所述图像元素类型对应的特征图像元素点，将所述特征图像元素点组成的图像作为与所述标准辐射方向图所属天线的天线类型、所述图像元素类型对应的标准特征图像，并将所述标准特征图像保存到所述特征图像库。

本实施例提供的天线对准方法及装置，该方法通过根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与天线类型和图像元素类型对应的标准特征图像，根据标准特征图像，确定待调天线的实际特征图像；根据标准特征图像中的主瓣位置和对应关系，确定实际特征图像中的主瓣对准方向，并将待调天线调整至实际特征图像中的主瓣对准方向，避免了工作人员主观性对天线对准的影响，提高了天线对准的效率；同时，直接根据标准特征图像中的主瓣位置和对应关系，确定实际特征图像中的主瓣对准方向，提高天线对准的正确率和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明天线对准方法实施例一的流程示意图；

图2A为本发明天线的垂直方向图；

图2B为本发明天线对准的典型情况示意图；

图3A为本发明平板天线的方向图；

图3B为本发明平板天线的标准特征图像示意图；

图4为本发明抛物面天线的方向图；

图5为本发明实际特征图像获取流程示意图；

图6为本发明实际特征图像的典型情况示意图；

图7为本发明特征图像库建立的流程示意图；

图8为本发明天线对准装置实施例一的结构示意图；

图9为本发明天线对准装置实施例二的结构示意图；

图10为本发明天线对准装置实施例三的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明天线对准方法实施例一的流程示意图。本实施例提供的执行主体可以为天线对准装置，该天线对准装置可以配置在步进电机中，该装置可以通过软件和/或硬件实现。如图1所示，本实施例的方法可以包括：

步骤101、根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像。

其中，所述图像元素类型为接收信号水平RSL曲面或天线辐射方向图中数据点的特征属性。

在具体应用过程中，天线辐射的电场强度随空间而变化，并通过天线辐射方向图对该变化趋势进行描述。天线辐射方向图包括水平方向图和垂直方向图。图2A为本发明天线的垂直方向图。由图2A可知垂直方向图中有许多波瓣，其中，最大辐射方向的波瓣为主瓣201，其它波瓣为旁瓣，旁瓣中可以影响天线对准的是第一旁瓣，例如图2A中的第一旁瓣202与第二旁瓣203。图2B为本发明天线对准的典型情况示意图，在图2B中，“×”代表天线对准错误，“√”代表天线对准正确，由图2B可知，只有两端天线的主瓣对主瓣才是正确的天线对准结果。

在天线对调过程中，先将天线的主瓣调整至主瓣对准方向上，其中主瓣对准方向为两端天线的连线方向，即两端天线的主瓣对主瓣时，两天线主瓣的连线方向），并重复对调过程2至3次，直至两端天线的主瓣互相对准。本实施例在此以将待调天线的主瓣调整至主瓣对准方向的单次过程为例，对本实施例中的天线对准过程进行详细说明，后续天线对准过程类似，本实施例不再赘述。

特别地，本实施例提供的天线对准方法，可以应用在小基站回传设备对准，适用于两端都是窄波束的天线对准，也可用于一端窄波束，一端宽波束，或两端均是宽波束的天线对准场景。特别是对于窄波束的天线，其主瓣较窄，若采用人工对准，则需要时间久，易错过主瓣对准位置。

在步骤101中，首先预先选择图像元素类型，其中，图像元素类型为接收信号水平（Receiver Signal Level，简称RSL）曲面或天线辐射方向图中数据点的特征属性。RSL曲面用于表征天线的实际辐射方向，天线辐射方向图用于表征天线的理论辐射方向。在RSL曲面和天线辐射方向图中，数据点的特征属性具体可以为RSL曲面和天线辐射方向图中的局部极大值、局部极小值、局部最大均值、局部最小均值等。具体地，可以根据环境因素预先选择图像元素类型。环境因素具体可以包括周围环境中天线的数量、周围环境中天线结构的复杂度等。可根据环境因素为所述天线选取一个可以区别于周围环境中其它天线，且天线对准用时最少，实现最简单的图像元素类型。对于具体的预先选择过程，本实施例不作特别限制。本领域技术人员可以理解，在RSL曲面和天线辐射图像图中，当数据点并不具有特征属性时，该数据点非标准特征图像的图像元素点，仅当该数据点具有特征属性时，该数据点才为标准特征图像的图像元素点。

待调天线的天线类型根据天线的结构特征可以分为平板天线、抛物面天线等。本领域技术人员可以理解，上述仅以结构特征对天线类型进行划分，在具体实现过程中，还可以根据天线的极化程度、天线的辐射角度等，对天线的类型进行划分，本实施例对天线类型的具体实现形式，不作特别限制。

根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，可以确定特征图像库中的标准特征图像。其中，特征图像库中包括各种标准特征图像，标准特征图像为与天线类型和图像元素类型对应的图像。例如，天线类型为平板天线，图像元素类型为局部极大值，则标准特征图像为根据平板天线的方向图中的局部极大值绘制的图像，具体可如图3A和图3B所示。其中，图3A为本发明平板天线的方向图，图3B为本发明平板天线的标准特征图像示意图。如图3A所示，横坐标代表天线的方位角，纵坐标代表天线的俯仰角，与纵坐标平行的纵向条框代表了接收信号水平的增益，不同的颜色深度代表了不同的增益。纵向条框从上到下，增益值由0依次向下递减。在方向图中可以看出，垂直的两条直线对应的数据点颜色最深，表明垂直的两条直线上的各数据点即为局部极大值，根据该局部极大值绘制的标准特征图像即为图3B，其中，标准特征图像的主瓣位置为标准特征图像中两条直线的交点。又例如，天线类型为抛物面天线，图像元素类型为局部极小值，则标准特征图像为根据抛物面天线方向图中的局部极小值绘制的图像。具体可如图4所示，图4为本发明抛物面天线的方向图，对应的标准特征图像为图4中的各同心圆组成的图像，标准特征图像的主瓣位置为标准特征图像中同心圆的圆心。对于图4的具体说明，与图3A类似，本实施例在此不再赘述。

步骤102、根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像，所述标准特征图像中的主瓣位置与所述实际特征图像中的主瓣对准方向具有对应关系。

在具体实现过程中，在步骤102之前，首先需要获取待调天线的RSL曲面。具体操作过程中，同时启动两端天线，一端天线固定，另一端待调天线进行扫描，以获取RSL曲面，若不能获取RSL曲面，则调整对端天线的角度，直至获取待调天线的RSL曲面。在获取RSL曲面之后，根据标准特征图像、RSL曲面以及图像元素类型，确定待调天线的实际特征图像。具体地，根据标准特征图像确定实际特征图像的标准起始图像元素点和状态转移矩阵，根据RSL曲面中属于图像元素类型的图像元素点、标准起始图像元素点和所述状态转移矩阵，确定待调天线的实际特征图像。

特别地，标准特征图像中的主瓣位置与实际特征图像中的主瓣对准方向具有对应关系。例如，天线类型为平板天线，图像元素类型为局部极大值，标准特征图像中的主瓣位置为标准特征图像中两条直线的交点，对应地，则实际特征图像中的主瓣对准方向也为实际特征图像中两条直线的交点。又例如，天线类型为抛物面天线，图像元素类型为局部极小值，主瓣位置为标准特征图像中同心圆的圆心，对应地，则实际特征图像中的主瓣对准方向为实际特征图像中同心圆的圆心。

步骤103、根据所述标准特征图像中的主瓣位置和所述对应关系，确定所述实际特征图像中的主瓣对准方向，并将所述待调天线调整至所述实际特征图像中的主瓣对准方向。

在确定实际特征图像中的主瓣对准方向时，仅需根据标准特征图像中的主瓣位置以及步骤102中所述的对应关系即可。特别地，获取的实际特征图像由于天线对准的不同初始状态，在一些情况下，仅能表示标准特征图像的一部分，因此可以对标准特征图像进行移位、旋转等处理，使其符合对应关系，从而确定出主瓣对准方向，具体可见如后图6与图3B的说明。

当待调天线定位至主瓣对准方向后，还可在天线主瓣附近进行小范围的扫描，重新判断天线主瓣更精确的对准方向，以减小定位误差，然后固定，并通知另一端天线开始对准，另一端天线收到信号后，则重复上述步骤，至精确对准，同时通知本端天线已完成对准。

本实施例提供的天线对准方法，通过根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与天线类型和图像元素类型对应的标准特征图像，根据标准特征图像，确定待调天线的实际特征图像；根据标准特征图像中的主瓣位置和对应关系，确定实际特征图像中的主瓣对准方向，并将待调天线调整至实际特征图像中的主瓣对准方向，避免了工作人员主观性对天线对准的影响，提高了天线对准的效率；同时，直接根据标准特征图像中的主瓣位置和对应关系，确定实际特征图像中的主瓣对准方向，提高天线对准的正确率和精度。

图5为本发明实际特征图像获取流程示意图。本实施例在图1实施例的基础上，对步骤102中的根据所述标准特征图像、所述RSL曲面以及所述图像元素类型，确定所述待调天线的实际特征图像进行详细说明。如图5所示，本实施例提供的方法包括：

步骤501、根据所述标准特征图像确定所述实际特征图像的标准起始图像元素点和状态转移矩阵；

步骤502、提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的初始图像元素点，根据所述初始图像元素点和所述标准起始图像元素点，确定所述实际特征图像的实际起始图像元素点；

步骤503、根据所述状态转移矩阵预测所述实际特征图像的标准图像元素点轨迹，并根据所述标准图像元素点轨迹，提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的轨迹图像元素点；

步骤504、根据所述轨迹图像元素点，确定实际图像元素点轨迹；

步骤505、根据所述起始图像元素点和所述实际图像元素点轨迹，确定待调天线的实际特征图像。

在步骤501中，先根据标准特征图像确定实际特征图像的标准起始图像元素点和状态转移矩阵。本领域技术人员可以理解，标准起始图像元素点为理想的起始图像元素点，而并非实际图像元素点。状态转移矩阵为标准特征图像的不会改变的固有属性，主要由方向图中的特征图像元素点间的点间距决定。其中，状态转移矩阵用于预测实际特征图像的图像元素点轨迹。

在步骤502中，提取RSL曲面中属于图像元素类型的初始图像元素点。具体实现过程中，可同过对RSL曲面进行扫描的方式，提取一个初始图像元素点，具体地，在确定图像元素点的范围（包括俯仰范围和方位范围）以及扫描方式（固定窗或滑动窗）之后，可以按照从左到右、从右到左、从上到下、从下到上的方式，扫描一遍，或扫描多遍的方式提取。特别地，固定窗求取的极大值离散度取决于窗的大小，滑动窗求取的极大值离散度取决于滑窗步进。当采用固定窗时，按列划分窗口，即一列认为是一个窗；按行划分窗口，即一行认为是一个窗。在具体实现过程中，本实施例对提取RSL曲面中的初始图像元素点的实现方式，不做特别限制。

然后按照预设顺序获取两个相邻的初始图像元素点的初始点间距，并按照所述预设顺序获取两个相邻的标准起始图像元素点的标准点间距，若所述初始点间距与所述标准点间距的差值的绝对值小于预设值，则将所述两个相邻的初始图像元素点。

具体实现过程中，一般获取两到三个初始图像元素点，可以从第一个初始图像元素点开始，按顺序获取两个相邻初始图像元素点的初始点间距。即获取第一个初始图像元素点与第二个初始图像元素点的初始点间距R1。然后获取第一个标准起始图像元素点与第二个标准起始图像元素点的标准点间距R2，若|R1-R2|≤△R，则将第一个初始图像元素点与第二个初始图像元素点作为实际起始图像元素点。

可选地，还可继续提取RSL曲面中属于图像元素类型的初始图像元素点，重复按照预设顺序获取两个相邻的初始图像元素点的初始点间距，并按照所述预设顺获取两个相邻的标准起始图像元素点的标准点间距，若所述初始点间距与所述标准点间距的差值的绝对值小于预设值，则将所述两个相邻的初始图像元素点的步骤，直至实际起始图像元素点的个数达到预设个数。

在步骤503中，根据状态转移矩阵预测实际特征图像的标准图像元素点轨迹。其中，标准图像元素点轨迹为实际特征图像的理论元素点轨迹，即各图像元素点的理论排列方式，根据标准图像元素点轨迹可以确定实际特征图像元素点的排列趋势，根据该排列趋势，并通过扫描的方式提取RSL曲面中属于所述图像元素类型、并符合该排列趋势的轨迹图像元素点。本领域技术人员可以理解，提取得到的轨迹图像元素点，可能位于理论元素点轨迹，也可能不位于理论元素点轨迹。

本领域技术人员可以理解，在具体实现过程中，需重复性的根据当前轨迹终止点和状态转移矩阵预测标准图像元素点轨迹，然后确定轨迹图像元素点，并输出轨迹图像元素点，即重复执行“预测标准图像元素点轨迹=>提取轨迹图像元素点=>输出轨迹图像元素点”的过程，直至扫描并提取图像元素点至RSL曲面的边界。

在步骤504与步骤505中，各轨迹图像元素点的连线即组合成了实际图像元素点轨迹，同时，起始图像元素点和实际图像元素点轨迹的连线组合成了待调天线的实际特征图像。当图像元素类型为局部极大值，天线类型为平板天线，最终得到的待调天线的实际特征图像可如图6所示，图6为本发明实际特征图像的典型情况示意图。可根据标准特征图像中的主瓣位置与实际特征图像中的主瓣对准方向的对应关系，确定主瓣对准方向，即图6与图3B对应。当实际特征图像为图6中的(a)、(b)时，即只要实际特征图像中存在交点即可认定交点处为主瓣对准方向。当实际特征图像为图6中(c)时，对其中一条直线进行延长处理，延长线与另一条直线存在交点，然后将图6中的（c）进行旋转，以使其与图3B对应，则可认定延长线交点处为主瓣对准方向。本领域技术人员可以理解，实际特征图像也包括横坐标和纵坐标（未示出），横坐标代表天线的方位角，纵坐标代表天线的俯仰角，两直线交点处对应相应的方位角和俯仰角，该方位角和俯仰角所对应的方向即为主瓣对准方向。本领域技术人员可以理解，在确定主瓣对准方向时，由实际特征图像确定，得到的主瓣对准方向准确度高。当为图6中(d)时，仅通过实际特征图像已无法判断主瓣对准方向或趋势，需结合特征图像点对应的RSL曲线判断主瓣对准方向趋势。具体实现过程中，根据RSL曲线中局部极大值的位置判断主瓣对准方向或对准方向趋势。

本发明实施例提供的天线对准方法中的实际特征图像的获取，通过根据初始图像元素点和标准起始图像元素点，确定实际特征图像的实际起始图像元素点，能够快速而精确的获取实际起始图像元素点，通过根据状态转移矩阵预测实际特征图像的标准图像元素点轨迹，并根据标准图像元素点轨迹，提取RSL曲面中属于图像元素类型的轨迹图像元素点，提取轨迹图像元素点时可以根据图像元素点轨迹，能够提高效率和精确度。

图7为本发明特征图像库建立的流程示意图。本实施例在上述实施例的基础上，对特征图像库的建立进行详细说明。本领域技术人员可以理解，本实施例中的特征图像库可以为预先建立的，当进行天线对准时，可直接从特征图像库中获取标准特征图像。本实施例提供的方法，包括：

步骤701、获取天线辐射方向图集合和图像元素集合；

其中，所述天线辐射方向图集合包括各种类型的天线的标准辐射方向图，所述图像元素集合包括各种图像元素类型。

步骤702、基于所述天线辐射方向图集合中的每个标准辐射方向图，遍历所述图像元素集合中的每个图像元素类型，从所述标准辐射方向图中提取与所述图像元素类型对应的特征图像元素点，将所述特征图像元素点组成的图像作为与所述标准辐射方向图所属天线的天线类型、所述图像元素类型对应的标准特征图像，并将所述标准特征图像保存到所述特征图像库。

在具体实现过程中，还可定期在天线辐射方向图集合中新增或删减标准辐射方向图，和/或，定期在图像元素集合中新增或删减图像元素类型，最终达到更新天线辐射方向图集合和图像元素集合的目的。

本领域技术人员可以理解，本实施例建立特征图像库有两个维度，一个维度指天线维度，对应标准辐射方向图，即不同的天线具有不同的标准特征图像，一个维度指图像元素类型，即同样的天线，当图像元素类型不一样时，对应的标准特征图像也不一样。若实际情况中存储空间有限，则天线辐射方向图集合中仅包括典型天线。

基于每个标准辐射方向图，都需要遍历所有的图像元素类型，从标准辐射方向图中提取与该图像元素类型对应的图像元素点，将图像元素点组成的图像作为与标准辐射方向图所属天线的天线类型、图像元素类型对应的标准特征图像。例如，当天线辐射方向图集合中包括M个标准辐射方向图，图像元素集合中包括N个图像元素类型，其中，M和N为大于零的整数，则最终特征图像库中的标准特征图像的数量为

本实施例建立的特征图像库，包括了各种天线类型对应不同图像元素类型的标准特征图像，为实际天线对准操作过程提供了大量的标准特征图像，使天线对准过程中可以从特征图像库中选取与待调天线匹配且区别于周围环境的标准特征图像，从而提高天线对准的精度。

图8为本发明天线对准装置实施例一的结构示意图。如图8所示，本实施例提供的天线对准装置80包括选择模块801、确定模块802和调整模块803。

其中，选择模块801，用于根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像，所述图像元素类型为接收信号水平RSL曲面或天线辐射方向图中数据点的特征属性；

确定模块802，用于根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像，所述标准特征图像中的主瓣位置与所述实际特征图像中的主瓣对准方向具有对应关系；

调整模块803，用于根据所述标准特征图像中的主瓣位置和所述对应关系，确定所述实际特征图像中的主瓣对准方向，并将所述待调天线调整至所述实际特征图像中的主瓣对准方向。

本实施例的天线对准装置，可以用于执行本发明实施例一所提供的天线对准方法的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图9为本发明天线对准装置实施例二的结构示意图。本实施例在图8实施例的基础上实现，具体如下：

可选地，所述装置还包括：

曲面获取模块804，用于在根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像之前，获取所述待调天线的RSL曲面；

所述确定模块802具体用于，根据所述标准特征图像、所述RSL曲面以及所述图像元素类型，确定所述待调天线的实际特征图像。

可选地，所述确定模块802包括：

第一确定单元8021，用于根据所述标准特征图像确定所述实际特征图像的标准起始图像元素点和状态转移矩阵，所述状态转移矩阵用于预测所述实际特征图像的图像元素点轨迹；

第二确定单元8022，用于根据所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的图像元素点、所述标准起始图像元素点和所述状态转移矩阵，确定所述待调天线的实际特征图像。

可选地，所述第二确定单元8022具体用于：

提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的初始图像元素点，根据所述初始图像元素点和所述标准起始图像元素点，确定所述实际特征图像的实际起始图像元素点；

根据所述状态转移矩阵预测所述实际特征图像的标准图像元素点轨迹，并根据所述标准图像元素点轨迹，提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的轨迹图像元素点；

根据所述轨迹图像元素点，确定实际图像元素点轨迹；

根据所述起始图像元素点和所述实际图像元素点轨迹，确定待调天线的实际特征图像。

可选地，所述第二确定单元8022还具体用于：

按照预设顺序获取两个相邻初始图像元素点的初始点间距，并按照所述预设顺序获取两个相邻标准起始图像元素点的标准点间距，若所述初始点间距与所述标准点间距差值的绝对值小于预设值，则将所述两个相邻初始图像元素点作为所述实际特征图像的实际起始图像元素点。

可选地，若所述图像元素类型为局部极大值，所述待调天线的天线类型为平板天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中两条直线的交点；

若所述图像元素类型为局部极小值，所述待调天线的类型为抛物线天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中同心圆的圆心。

可选地，所述装置还包括集合获取模块805，特征图像库建立模块806，

所述集合获取模块805，用于在根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像之前，获取天线辐射方向图集合和图像元素集合，所述天线辐射方向图集合包括各种类型的天线的标准辐射方向图，所述图像元素集合包括各种图像元素类型；

所述特征图像库建立模块806，用于基于所述天线辐射方向图集合中的每个标准辐射方向图，遍历所述图像元素集合中的每个图像元素类型，从所述标准辐射方向图中提取与所述图像元素类型对应的特征图像元素点，将所述特征图像元素点组成的图像作为与所述标准辐射方向图所属天线的天线类型、所述图像元素类型对应的标准特征图像，并将所述标准特征图像保存到所述特征图像库。

本实施例的天线对准装置，可以用于执行本发明任意实施例所提供的天线对准方法的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图10为本发明天线对准装置实施例三的结构示意图。如图10所示，本实施例提供的天线对准装置100包括处理器1001和存储器1002。天线对准装置100还可以包括发射器1003、接收器1004。发射器1003和接收器1004可以和处理器1001相连。其中，发射器1003用于通过天线发射信号，接收器1004用于接收对端天线发射的信号，存储器1002存储执行指令，当天线对准装置100运行时，处理器1001与存储器1002之间通信，处理器1001调用存储器1002中的执行指令，用于执行以下操作：

根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像，所述图像元素类型为接收信号水平RSL曲面或天线辐射方向图中数据点的特征属性；

根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像，所述标准特征图像中的主瓣位置与所述实际特征图像中的主瓣对准方向具有对应关系；

根据所述标准特征图像中的主瓣位置和所述对应关系，确定所述实际特征图像中的主瓣对准方向，并将所述待调天线调整至所述实际特征图像中的主瓣对准方向。

可选地，所述根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像之前，还包括：

获取所述待调天线的RSL曲面；

所述根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像，包括：

根据所述标准特征图像、所述RSL曲面以及所述图像元素类型，确定所述待调天线的实际特征图像。

可选地，所述根据所述标准特征图像、所述RSL曲面以及所述图像元素类型，确定待调天线的实际特征图像，包括：

根据所述标准特征图像确定所述实际特征图像的标准起始图像元素点和状态转移矩阵，所述状态转移矩阵用于预测所述实际特征图像的图像元素点轨迹；

根据所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的图像元素点、所述标准起始图像元素点和所述状态转移矩阵，确定所述待调天线的实际特征图像。

可选地，所述根据所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的图像元素点、所述标准起始图像元素点和所述状态转移矩阵，确定所述待调天线的实际特征图像，包括：

提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的初始图像元素点，根据所述初始图像元素点和所述标准起始图像元素点，确定所述实际特征图像的实际起始图像元素点；

根据所述状态转移矩阵预测所述实际特征图像的标准图像元素点轨迹，并根据所述标准图像元素点轨迹，提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的轨迹图像元素点；

根据所述轨迹图像元素点，确定实际图像元素点轨迹；

根据所述起始图像元素点和所述实际图像元素点轨迹，确定待调天线的实际特征图像。

可选地，所述根据所述初始图像元素点和所述标准起始图像元素点，确定所述实际特征图像的实际起始图像元素点，包括：

按照预设顺序获取两个相邻初始图像元素点的初始点间距，并按照所述预设顺序获取两个相邻标准起始图像元素点的标准点间距，若所述初始点间距与所述标准点间距差值的绝对值小于预设值，则将所述两个相邻初始图像元素点作为所述实际特征图像的实际起始图像元素点。

可选地，若所述图像元素类型为局部极大值，所述待调天线的天线类型为平板天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中两条直线的交点；

若所述图像元素类型为局部极小值，所述待调天线的类型为抛物线天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中同心圆的圆心。

可选地，所述根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像之前，还包括：

获取天线辐射方向图集合和图像元素集合，所述天线辐射方向图集合包括各种类型的天线的标准辐射方向图，所述图像元素集合包括各种图像元素类型；

基于所述天线辐射方向图集合中的每个标准辐射方向图，遍历所述图像元素集合中的每个图像元素类型，从所述标准辐射方向图中提取与所述图像元素类型对应的特征图像元素点，将所述特征图像元素点组成的图像作为与所述标准辐射方向图所属天线的天线类型、所述图像元素类型对应的标准特征图像，并将所述标准特征图像保存到所述特征图像库。

本实施例的天线对准装置，可以用于执行本发明任意实施例所提供的天线对准方法的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元或模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或模块可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种天线对准方法，其特征在于，包括：

根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像，所述图像元素类型为接收信号水平RSL曲面或天线辐射方向图中数据点的特征属性；所述特征图像库包括各种标准特征图像；

根据所述标准特征图像、待调天线的RSL曲面以及所述图像元素类型，确定所述待调天线的实际特征图像，所述标准特征图像中的主瓣位置与所述实际特征图像中的主瓣对准方向具有对应关系；

根据所述标准特征图像中的主瓣位置和所述对应关系，确定所述实际特征图像中的主瓣对准方向，并将所述待调天线调整至所述实际特征图像中的主瓣对准方向；

其中，所述根据所述标准特征图像、待调天线的RSL曲面以及所述图像元素类型，确定所述待调天线的实际特征图像之前，还包括：

获取所述待调天线的RSL曲面；

所述根据所述标准特征图像、待调天线的RSL曲面以及所述图像元素类型，确定所述待调天线的实际特征图像，包括：

根据所述标准特征图像确定所述实际特征图像的标准起始图像元素点和状态转移矩阵，所述状态转移矩阵用于预测所述实际特征图像的图像元素点轨迹；

提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的初始图像元素点，根据所述初始图像元素点和所述标准起始图像元素点，确定所述实际特征图像的实际起始图像元素点；

根据所述状态转移矩阵预测所述实际特征图像的标准图像元素点轨迹，并根据所述标准图像元素点轨迹，提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的轨迹图像元素点；

根据所述轨迹图像元素点，确定实际图像元素点轨迹；

根据所述起始图像元素点和所述实际图像元素点轨迹，确定待调天线的实际特征图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始图像元素点和所述标准起始图像元素点，确定所述实际特征图像的实际起始图像元素点，包括：

按照预设顺序获取两个相邻初始图像元素点的初始点间距，并按照所述预设顺序获取两个相邻标准起始图像元素点的标准点间距，若所述初始点间距与所述标准点间距差值的绝对值小于预设值，则将所述两个相邻初始图像元素点作为所述实际特征图像的实际起始图像元素点。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，若所述图像元素类型为局部极大值，所述待调天线的天线类型为平板天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中两条直线的交点；

若所述图像元素类型为局部极小值，所述待调天线的类型为抛物线天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中同心圆的圆心。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像之前，还包括：

获取天线辐射方向图集合和图像元素集合，所述天线辐射方向图集合包括各种类型的天线的标准辐射方向图，所述图像元素集合包括各种图像元素类型；

基于所述天线辐射方向图集合中的每个标准辐射方向图，遍历所述图像元素集合中的每个图像元素类型，从所述标准辐射方向图中提取与所述图像元素类型对应的特征图像元素点，将所述特征图像元素点组成的图像作为与所述标准辐射方向图所属天线的天线类型、所述图像元素类型对应的标准特征图像，并将所述标准特征图像保存到所述特征图像库。

5.一种天线对准装置，其特征在于，包括：

选择模块，用于根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像，所述图像元素类型为接收信号水平RSL曲面或天线辐射方向图中数据点的特征属性；所述特征图像库包括各种标准特征图像；

确定模块，用于根据所述标准特征图像、待调天线的RSL曲面以及所述图像元素类型，确定所述待调天线的实际特征图像，所述标准特征图像中的主瓣位置与所述实际特征图像中的主瓣对准方向具有对应关系；

调整模块，用于根据所述标准特征图像中的主瓣位置和所述对应关系，确定所述实际特征图像中的主瓣对准方向，并将所述待调天线调整至所述实际特征图像中的主瓣对准方向；

其中，所述装置还包括：

曲面获取模块，用于在根据所述标准特征图像，确定所述待调天线的实际特征图像之前，获取所述待调天线的RSL曲面；

所述确定模块包括：

第一确定单元，用于根据所述标准特征图像确定所述实际特征图像的标准起始图像元素点和状态转移矩阵，所述状态转移矩阵用于预测所述实际特征图像的图像元素点轨迹；

第二确定单元，用于提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的初始图像元素点，根据所述初始图像元素点和所述标准起始图像元素点，确定所述实际特征图像的实际起始图像元素点；根据所述状态转移矩阵预测所述实际特征图像的标准图像元素点轨迹，并根据所述标准图像元素点轨迹，提取所述RSL曲面中属于所述图像元素类型的轨迹图像元素点；根据所述轨迹图像元素点，确定实际图像元素点轨迹；根据所述起始图像元素点和所述实际图像元素点轨迹，确定待调天线的实际特征图像。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二确定单元还具体用于：

按照预设顺序获取两个相邻初始图像元素点的初始点间距，并按照所述预设顺序获取两个相邻标准起始图像元素点的标准点间距，若所述初始点间距与所述标准点间距差值的绝对值小于预设值，则将所述两个相邻初始图像元素点作为所述实际特征图像的实际起始图像元素点。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，若所述图像元素类型为局部极大值，所述待调天线的天线类型为平板天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中两条直线的交点；

若所述图像元素类型为局部极小值，所述待调天线的类型为抛物线天线，则所述实际特征图像中的主瓣对准方向为所述实际特征图像中同心圆的圆心。

8.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括集合获取模块，特征图像库建立模块，

所述集合获取模块，用于在根据待调天线的天线类型和预先选择的图像元素类型，从特征图像库中获取与所述天线类型和所述图像元素类型对应的标准特征图像之前，获取天线辐射方向图集合和图像元素集合，所述天线辐射方向图集合包括各种类型的天线的标准辐射方向图，所述图像元素集合包括各种图像元素类型；

所述特征图像库建立模块，用于基于所述天线辐射方向图集合中的每个标准辐射方向图，遍历所述图像元素集合中的每个图像元素类型，从所述标准辐射方向图中提取与所述图像元素类型对应的特征图像元素点，将所述特征图像元素点组成的图像作为与所述标准辐射方向图所属天线的天线类型、所述图像元素类型对应的标准特征图像，并将所述标准特征图像保存到所述特征图像库。