[发明专利]使用适应性菱形相控阵列天线系统进行无线通信的系统和方法

说明书

本发明公开一种天线系统，其包括形成菱形形状的辐射元件的阵列。该菱形形状包括第一轴线和第二轴线。菱形形状被定向为第一轴线与由多个机载通信中继平台共享的参考平面对准。响应于参考平面相对于阵列的位置变化，该菱形形状被重新定向以维持第一轴线与参考平面对准。

技术领域

本公开总体涉及无线通信，并且更具体地涉及用于利用具有适应性菱形形状的相控阵列天线系统的无线通信的系统和方法。

背景技术

现代无线通信系统和网络在很大程度上依赖机载(例如，轨道的或空中的)通信平台，以路由地面基站和用户终端之间的通信(例如，传输和接收信息)。在这样的通信环境中，为了可靠的服务，需要在互不干扰的基础上共享频谱。

在从用户终端到轨道或空中的通信平台的无线通信方向上，确定频谱共享的可行性的主要因素是由用户终端的天线传输的射频信号的旁瓣的振幅(或相对增益)。

减少这种旁瓣干扰的常规解决方案通常不适合于移动用户终端。作为一个示例，当反射器天线减少旁瓣干扰时，它们具有大的轮廓并且需要复杂的机械波束指向机构以在移动环境中操作。作为另一示例，当圆形平面阵列具有低轮廓并且允许电子束转向时，它们生成高振幅旁瓣，这限制了频谱效率。

因此，本领域技术人员继续在减少无线通信系统中的旁瓣干扰的领域中进行研究和开发工作。

发明内容

在一个示例中，所公开的天线系统包括形成菱形形状的辐射元件的阵列。该菱形形状包括第一轴线和第二轴线。该菱形形状被定向为第一轴线与由多个机载通信中继平台共享的参考平面对准。响应于参考平面相对于阵列的位置变化，该菱形形状被重新定向以维持第一轴线与参考平面对准。

在另一示例中，所公开的通信系统包括沿共享的参考平面内的路径行进的多个机载通信中继平台，以及通过天线系统与中继平台中的一个进行无线通信的移动用户终端。该天线系统包括形成菱形形状的辐射元件的阵列。该菱形形状包括第一轴线和第二轴线。该菱形形状被定向为第一轴线与参考平面对准。响应于中继平台中的至少一个相对于用户终端的位置变化，该菱形形状被重新定向以维持第一轴线与参考平面对准。

在又一个示例中，所公开的方法包括以下步骤：(1)以菱形形状配置辐射元件的阵列，该菱形形状包括第一轴线和第二轴线；(2)定向菱形形状以将第一轴线与由多个机载通信中继平台共享的参考平面对准；以及(3)响应于所述参考平面相对于阵列的位置变化，重新定向菱形形状以维持第一轴线与参考平面对准。

所公开的系统和方法的其他示例将从以下详细描述、附图和所附权利要求书变得显而易见。

附图说明

图1是通过所公开的通信系统的前向链路与通信中继平台进行无线通信的用户终端的视场的示意图；

图2是通过所公开的通信系统的返回链路与通信中继平台进行无线通信的用户终端的视场的示意图；

图3是用户终端与多个通信中继平台中的一个之间的用户到中继链路的一个示例的示意图；

图4是用户终端与多个通信中继平台中的一个之间的用户到中继链路的另一示例的示意图；

图5是所公开的天线系统的辐射元件的阵列的一个示例的示意图；

图6是由辐射元件形成的菱形形状的一个示例的示意图；

图7是由辐射元件形成的菱形形状的另一示例的示意图；

图8是定向成使第一轴线与参考平面对准的阵列的菱形形状的一个示例的示意图；

图9是重新定向以使第一轴线与另一参考平面对准的阵列的菱形形状的一个示例的示意图；

图10是图5的辐射元件的示意图，其中辐射元件选择性地被激励以形成定向成使第一轴线与图8的参考平面对准的菱形形状；