申请/专利权人：西安电子科技大学

申请日：2021-07-28

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN115701164B

主分类号：H04W16/20

分类号：H04W16/20;H04W16/22;H04L41/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2023.02.24#实质审查的生效;2023.02.07#公开

摘要：本发明公开了一种基于表面波反射阵的毫米波室内无源覆盖方法，包括确定室内盲区覆盖场景的需求；通过表面波主波束90°的端射特性和理论公式，结合不同子单元的相移特性与具体补偿相位要求，构建表面波无源反射阵超单元；超单元组成不同线阵、面阵，利用HFSS研究其在不同极化、频率反射的表面波特性，完成表面波无源反射阵的设计；利用WinProp软件仿真无反射阵和架设表面波无源反射阵的L型场景盲区覆盖效果；在实际L型场景中分别测试无反射阵和架设表面波无源反射阵时的功率强度；将实测数据与仿真数据对比分析完成表面波无源反射阵的设计。本申请能够实现更大的反射信号主波束的偏转角，以及最大程度地提高反射信号功率强度以实现更好的盲区覆盖效果。

主权项：1.一种基于表面波反射阵的毫米波室内无源覆盖方法，其特征在于，包括表面波无源反射阵和有源基站天线，包括如下步骤：1、确定室内盲区覆盖场景的需求；1a、选定L型场景为毫米波盲区覆盖场景；1b、确定表面波无源反射阵的口径，其中工作频率范围f1＜f＜f2；2、通过表面波主波束90°的端射特性和理论公式，结合不同子单元的相移特性与具体补偿相位要求，构建表面波无源反射阵超单元；3、超单元组成不同线阵、面阵，利用HFSS研究其在不同极化、不同频率反射的表面波特性，完成表面波无源反射阵的设计；4、利用WinProp软件仿真无反射阵的L型场景盲区覆盖效果；4a、利用高频结构仿真软件HFSS对有源基站天线进行仿真，得到有源基站天线方向图；并根据场景尺寸数据建立L型场景模型；4b、将有源基站天线方向图代入L型场景的发射源，发射电磁波；4c、获取有源基站天线下无反射阵的L型场景的功率强度；5、利用WinProp软件仿真架设表面波无源反射阵的L型场景盲区覆盖效果；5a、利用高频结构通信链路公式、雷达散射截面公式计算表面波无源反射阵反射的表面波强度；5b、将有源基站天线方向图和表面波无源反射阵反射的表面波强度代入L型场景的发射源，发射电磁波；5c、获取有源基站天线下架设表面波无源反射阵的L型场景的功率强度；6、在实际L型场景中分别测试无反射阵时的功率强度与架设表面波无源反射阵时的功率强度；7、将实测数据与仿真数据对比分析完成表面波无源反射阵的设计；步骤2中所述表面波主波束90°的端射特性为表面波无源反射阵接收到有源基站天线发出的电磁波，并将此电磁波转换为表面波，实现主波束90°端射至L型场景盲区；步骤2中所述构建表面波无源反射阵超单元的原理是：首先确定包括介质基板材料、介质基板厚度范围、单元周期和单元结构的参数，利用高频结构仿真软件HFSS仿真软件中的Floqute端口和主从边界条件来模拟无限周期条件，通过扫描常规FAs单元的介质基板厚度来获取相位覆盖范围、相位曲线线性度，综合包括反射阵重量和剖面的因素，选定最佳的介质基板厚度；然后实现一个满足表面波无源反射阵反射特性的超单元，表面波无源反射阵超单元其中子单元的补偿相位满足下述计算公式：k＝π3λ6＝2πλ＝k0其中k0为超单元的相位梯度，λ为频率25GHz下的波长；则超单元需要由六个子单元组成，根据相位补偿公式计算每个超单元中子单元的补偿相位，得出其子单元的相位间隔60°，子单元间距为六分之一波长，以此得出其最小的相位覆盖范围为300°；再利用多种不同的子单元形式在HFSS仿真软件无限周期条件下，通过扫描子单元的不同参数获得其相位覆盖范围以及反射相位与子单元尺寸之间的关系，以此获得超单元中每个位置上符合补偿相位的不同子单元形式；步骤5中所述表面波无源反射阵反射的表面波强度按下述雷达散射截面公式计算： Pr＝Pinc×RCSa其中，RCSa表示为无源反射阵的雷达散射截面积，下标a表示为表面波无源反射阵，RCSmp表示为相同口径的金属雷达散射截面积，下标mp表示为金属，Da表示为无源反射阵的最大方向系数，ηa表示为无源反射阵的效率因子，表示为无源反射阵的归一化方向图函数，θ,表示为方向角的自变量，Dmp表示为相同口径的金属方向系数，Pr表示为反射功率，Pinc表示为入射功率；所述Pinc按下述高频结构通信链路公式计算： 其中，Pinc表示为入射功率，Pt表示为发射功率，下标t表示为发射端，Gt表示为有源基站天线的增益，Rt表示为有源基站天线与无源发射阵之间的距离。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安电子科技大学 一种基于表面波反射阵的毫米波室内无源覆盖方法

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