CN110545132A - 一种用于车载平台的mimo曲面共形阵列天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于车载平台的MIMO曲面共形阵列天线，属于无线通信和天线技术领域。其包括曲面共形阵列天线，M×N规模的双极化天线单元、M×N个SDR软件定义无线电单元、MIMO波束赋形网络、基带处理单元。本发明天线采用曲面共形阵列天线实现MIMO功能，适用于车载共形通信应用场合，扩展了MIMO技术的应用范围。
Description
技术领域
本发明属于无线通信和天线技术领域，特别是指一种用于车载平台的MIMO曲面共形阵列天线。
背景技术
在移动通信领域，通常会使用MIMO多入多出技术，即发射端和接收端分别使用多个发射和接收天线来改善通信质量。使用MIMO技术能够充分利用空间资源，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍地提高系统信道容量。
目前，常用的MIMO天线多为规则的平面阵列，在大多数的使用条件下均能较好地进行适装，但是在一些特殊场合，如安装面为曲面的情况下，传统的平面MIMO天线阵列便不能较好进行安装使用。严重地限制了MIMO技术的应用范围。
为此，开发一款用于车载平台的MIMO曲面共形阵列天线可以弥补平面阵列不能适装的场合。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，提供一种用于车载平台的MIMO曲面共形阵列天线，该天线采用曲面共形阵列天线实现MIMO功能，适用于车载共形通信应用场合，扩展了MIMO技术的应用范围。
为解决上述技术问题，本发明所提供的技术方案是：
一种用于车载平台的MIMO曲面共形阵列天线，其包括顺次连接的曲面共形阵列天线1、多个SDR软件定义无线电单元3，以及MIMO波束赋形网络4和基带处理单元5，所述曲面共形阵列天线1由矩形布阵的多个双极化天线单元2构成，所述双极化天线单元2与所述SDR软件定义无线电单元3一一对应连接；
信号接收时，来自空间的电磁波信号通过曲面共形阵列天线1进行接收，接收后的信号传给后端的SDR软件定义无线电单元3，SDR软件定义无线电单元3中的接收通道对信号进行低噪声放大及下变频处理，然后信号直接在SDR软件定义无线电单元3中进行AD采样处理变成数字信号；数字信号再送入后端的MIMO波束赋形网络4进行MIMO波束赋形处理，处理后的信号送入后端的基带处理单元5进行解调处理，从而完成通信解调；
信号发射时，来自基带处理单元5的调制信号经过MIMO波束赋形网络4进行MIMO波束赋形处理后，送入SDR软件定义无线电单元3中进行DA发射信号处理，将数字信号变成模拟信号，并进行上变频，然后再经过SDR软件定义无线电单元3中的发射通道进行功率放大，最后将放大后的信号送到曲面共形阵列天线1，向空间发射出去。
进一步地，所述曲面共形阵列天线1的辐射口曲面弧度为1019mm，馈电口曲面弧度为996mm。
进一步地，所述双极化天线单元2具有水平极化端口6及垂直极化端口7。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明利用SDR软件无线电平台的处理能力，能够实现曲面共形阵列天线的MIMO多入多出功能。
2、本发明采用曲面共形阵列天线实现了MIMO功能，适用于车载共形通信应用场合，扩展了MIMO技术的应用范围。
附图说明
图1是本发明实施例的原理框图；
图2是图1中曲面共形阵列天线的结构示意图；
图2a～图2c是图2的俯视、前视和侧视图；
图3a是图2a中一个双极化天线单元的局部放大图；
图3b是图2b中一个双极化天线单元的局部放大图；
图4是曲面共形阵列天线曲面弧度示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述。
如图1所示，一种用于车载平台的MIMO曲面共形阵列天线，包括曲面共形阵列天线1、双极化天线单元2、MIMO波束赋形网络4和基带处理单元5，所述的曲面共形阵列天线1包括M×N规模的双极化天线单元2，每个双极化天线单元2后接有一个SDR单元3。
其中，M和N的数量可以根据系统所需的阵面增益及载体平台的安装空间决定。
所述的MIMO曲面共形阵列天线1的结构件为轻型金属材质制成。
所述的MIMO曲面共形阵列天线1要实现较好的MIMO效果，需要结合SDR(软件无线电)平台处理能力及MIMO波束赋形网络4进行MIMO波束成形。赋形完成后的数据送入后端的基带处理单元5进行处理。
图2及图2a～图2c是曲面共形阵列天线的结构示意图，该MIMO曲面共形阵列天线1包括10×10规模的双极化天线单元2。
图3a和图3b是双极化天线单元的结构示意图；其中，双极化天线单元2包括水平极化端口6及垂直极化端口7。
图4是曲面共形阵列天线曲面弧度示意图；其中， MIMO曲面共形阵列天线1的辐射口曲面弧度R1=1019mm，馈电口曲面弧度R2=996mm。
本发明利用SDR软件无线电平台的处理能力，能够实现曲面共形阵列天线的MIMO多入多出功能，MIMO波束赋形网络4可用于MIMO波束成形，赋形完成后的数据送入后端的基带处理单元5进行处理。
总之，本发明MIMO曲面共形阵列天线采用曲面共形阵列天线实现MIMO功能，适用于车载共形通信应用场合，扩展了MIMO技术的应用范围。
Claims (3)
1.一种用于车载平台的MIMO曲面共形阵列天线，其特征在于：包括顺次连接的曲面共形阵列天线（1）、多个SDR软件定义无线电单元（3），以及MIMO波束赋形网络（4）和基带处理单元（5），所述曲面共形阵列天线（1）由矩形布阵的多个双极化天线单元（2）构成，所述双极化天线单元（2）与所述SDR软件定义无线电单元（3）一一对应连接；
信号接收时，来自空间的电磁波信号通过曲面共形阵列天线（1）进行接收，接收后的信号传给后端的SDR软件定义无线电单元（3），SDR软件定义无线电单元（3）中的接收通道对信号进行低噪声放大及下变频处理，然后信号直接在SDR软件定义无线电单元（3）中进行AD采样处理变成数字信号；数字信号再送入后端的MIMO波束赋形网络（4）进行MIMO波束赋形处理，处理后的信号送入后端的基带处理单元（5）进行解调处理，从而完成通信解调；
信号发射时，来自基带处理单元（5）的调制信号经过MIMO波束赋形网络（4）进行MIMO波束赋形处理后，送入SDR软件定义无线电单元（3）中进行DA发射信号处理，将数字信号变成模拟信号，并进行上变频，然后再经过SDR软件定义无线电单元（3）中的发射通道进行功率放大，最后将放大后的信号送到曲面共形阵列天线（1），向空间发射出去。
2.根据权利要求1所述的一种用于车载平台的MIMO曲面共形阵列天线，其特征在于：所述曲面共形阵列天线（1）的辐射口曲面弧度为1019mm，馈电口曲面弧度为996mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于车载平台的MIMO曲面共形阵列天线，其特征在于：所述双极化天线单元（2）具有水平极化端口（6）及垂直极化端口（7）。
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