CN106663877A

CN106663877A - 一种波束扫描天线、微波系统以及波束对准方法

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Publication number: CN106663877A
Application number: CN201480080892.9A
Authority: CN
Inventors: �龙昊; 汤富生; 曾卓; 骆彦行
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2014-08-14
Publication date: 2017-05-10
Anticipated expiration: 2034-08-14
Also published as: CN106663877B; US20170162945A1; EP3171456A1; US10290947B2; WO2016023206A1; EP3171456A4; EP3171456B1

Abstract

一种波束扫描天线、微波系统以及波束对准方法，方法包括：切换控制模块指示馈源切换模块使能多馈源天线中的每个馈源，使得所述馈源分别进行信号质量检测；所述多馈源天线包括孔径单元以及至少两个馈源；所述馈源用于辐射电磁波信号；所述馈源切换模块包括多路开关，每个所述馈源分别与所述馈源切换模块中的一路开关相连接；所述切换控制模块获取所述每个馈源进行信号质量检测的结果；所述切换控制模块根据所述信号质量检测的结果选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。

Description

一种波束扫描天线、微波系统以及波束对准方法技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种波束扫描天线、微波系统以及波束对准方法。

背景技术

在微波通信应用中通常会使用高增益天线以获得更远的传输距离或避免干扰，然而高增益天线波束角非常小，安装对准难度大，另外当遇到大风等情况时，天线的轻微晃动会导致链路中断。

在现有技术中，天线的设备安装在难以晃动的微波塔上，并通过加固装置进行力口固。

但是，在实际应用中，微波塔这种安装环境比较局限，并不是所有的场景都有，例如在城区应用时可能只能安装在抱杆或屋顶上；并且，在微波塔上加大了工作人员对天线进行安装对准的难度和安装的成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种波束扫描天线、微波系统以及波束对准方法，用于解决天线安装成本高和微波链路易受摇晃影响的问题。

本发明实施例中第一方面提供的波束扫描天线，包括：

多馈源天线，馈源切换模块，切换控制模块；

所述多馈源天线包括孔径单元以及至少两个馈源，所述馈源用于辐射电磁波信号；所述孔径单元用于通过反射或折射的方式将电磁波信号聚焦；

所述馈源切换模块包括有多路开关，每个所述馈源分别与一路所述开关相连接；

所述切换控制模块与所述馈源切换模块相连接，所述切换控制模块用于通过所述馈源切换模块，使能每个所述馈源进行信号质量检测，并选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。

在第一方面的第一种可能实现的方法中，所述切换控制模块，还包括：波束跟踪模块，用于检测信号质量最好的馈源是否发生改变，若是，通知所述波束对准模块选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。结合第一方面的第一种可能实现的方法，在第二种可能实现的方法中，所述波束跟踪模块具体用于：每隔预置时长指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变；

或者，接收用户指令，根据所述用户指令，指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变；

或者，实时监测接收信号质量，当检测到当前工作馈源的接收信号质量低于预设的阔值时，指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变。

在第一方面的第三种可能实现的方法中，

所述至少两个馈源中包括一个第一馈源，以及至少一个第二馈源；所述第一馈源放置在所述孔径单元的焦点处，所述第一馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述孔径单元的轴线平行；

所述第二馈源放置在所述第一馈源的四周，所述第二馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述抛物面的轴线形成一个夹角。

结合第一方面的第三种可能实现的方法，在第四种可能实现的方法中，所述第二馈源的中心均勾的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的一个圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；相邻的两个所述第二馈源之间的中心距为 d，所述第二馈源的辐射口面在同一平面上，与所述第一馈源的辐射口面距离为 δ，所述 δ大于或等于零。

结合第一方面的第四种可能实现的方法，在第五种可能实现的方法中，

所述 d满足：

d≤ ^2{R² + F² ) - 2{R² + F² ) co^{912 + φ 12)；所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为所述第一馈源的孔径辐射波束的波束角。

结合第一方面的第三种可能实现的方法，在第六种可能实现的方法中，所述第二馈源包括有两组，其中，第一组第二馈源的中心均匀的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的第一圓上，且所述第一圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第一组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为，在所述第一圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d 第一组第二馈源的辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为第二组第二馈源的中心均匀的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的第二圓上，且所述第二圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R₂，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；在所述第二圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d₂，第一组第二馈源的辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为 δ₂; 所述 δ^。δ₂大于或等于零。

结合第一方面第七种可能实现的方法中，

所述 d₂满足：

d₂ < ^2(R₂ + ² ) - 2( ?₂ ² + ² ) cos(^ / 2 + ^₂ / 2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述第一组第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 ^为所述第二组第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为所述第一馈源辐射的孔径辐射波束的波束角。

结合第一方面的第三种可能实现的方法，在第八种可能实现的方法中，所述第二馈源包括有 _n组，其中，第 n组第二馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第 n圓上，且所述第 n圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，，所述第 n组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R_n，在所述所述第 n圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d_n，所述第二馈源的辐射口面在同一平面上，与所述第一馈源的辐射口面距离为 δ_η，所述 δ_η大于或等于零。

结合第一方面的第八种可能实现的方法，在第九种可能实现的方法中，其特征

所述 d满足:

d_n < ^2{R_n ⁱ + Fⁱ ) - 2{R_n ⁱ + ^z ) cos(^ / 2 + ^„/ 2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为所述第一馈源的孔径辐射波束的波束角。

在第一方面的第十种可能实现的方法中，所述至少两个馈源放置在所述孔径单元的焦点周围，所述至少两个馈源中的任一馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述孔径单元的轴线形成一个夹角。

结合第一方面的第十种可能实现的方法，在第十一种可能实现的方法中，所述至少两个馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述馈源在焦平面上投影与焦点的距离为 R，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；相邻的两个所述馈源之间的中心距为 d，所述馈源与所述焦点距离为 δ，所述 δ大于或等于零。

结合第一方面的第十一种可能实现的方法，在第十二种可能实现的方法中，

所述 d满足：

d≤ ^2{R² + F² ) - 2{R² + F² ) co^{912 + φ 12)；所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为从所述焦点出辐射波束的波束角。

结合第一方面的第十种可能实现的方法，在第十三种可能实现的方法中，所述至少两个馈源包括有两组，其中，第一组馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第一圓上，且所述第一圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第一组馈源中的任意一个馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为，在所述第一圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d 所述第一组馈源的辐射口面与所述焦点距离为第二组馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第二圓上，且所述第二圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二组馈源中的任意一个馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R₂，在所述第二圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d₂; 所述第二组馈源的辐射口面与所述焦点距离为 δ₂，所述 δ^。δ₂大于或等于零。

结合第一方面的第十三种可能实现的方法，在第十四种可能实现的方法中，

所述满足：

d_x≤^2(R_X ² +F²)-2(R +Ρ²)οο^φΐ2 + φ_χΙ2)；

所述 d₂满足：

d₂≤ l{R₂ ² + ²)-2(R₂ ² + ²)cos(^/2 + ^₂/2)；

其中，所述 F为孔径单元的焦距，所述 D为孔径单元的直径，所述 k为小于等于 1的常数，所述第一组馈源的孔径辐射波束的波束角为，所述第二组馈源的孔径辐射波束的波束角为 φ_τ，所述 Θ为从所述焦点出辐射波束的波束角。

结合第一方面的第十种可能实现的方法，在第十五种可能实现的方法中，所述至少两个馈源分为 n组馈源；第 n组馈源的中心均匀地放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第 n圓上，且所述第 n圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，其在焦平面上的投影与焦点的距离为 R_n，在所述第 n圓上相邻的两个源之间的中心距为 d_n，所述馈源与所述焦点距离为 δ_η，所述 δ大于或等结合第一方面的第十五种可能实现的方法，在第十六种可能实现的方法中，

所述 d_n满足:

d_n < yj2(R_n ² + F² ) - 2(R_n ² + ² )cos(^/2 + ^„/ 2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为从所述焦点出辐射波束的波束角。

结合第一方面的以及第一方面的第一至十六种任意一种可能实现的方法，在第十七种可能实现的方法中，所述馈源切换模块为射频开关，或巴特勒 Butler矩阵开关。

结合第一方面的以及第一方面的第一至十七种任意一种可能实现的方法，在第十八种可能实现的方法中，所述信号质量包括：

信号的功率强度，信号的信噪比 SNR，或信号的均方误差 MSE中任意一项或两项以上的组合。

本发明实施例中第二方面提供的波束扫描系统，包括：

基带处理模块，中射频收发模块和波束扫描天线；

所述基带处理模块与所述中射频收发模块连接，所述基带处理模块用于对发送和接收的信号分别进行调制和解调，并根据所述发送和接收的信号实现业务处理；

所述中射频收发模块用于实现接收与发送的信号分离；

所述波束扫描天线与所述中射频收发模块相连，所述波束扫描天线包括：多馈源天线，馈源切换模块，切换控制模块；

所述多馈源天线包括孔径单元以及至少两个馈源，所述馈源用于辐射电磁波信号；所述孔径单元用于通过反射或折射的方式将电磁波信号聚焦；所述馈源切换模块包括有多路开关，每个所述馈源分别与一路所述开关相连接；

本发明实施例中第三方面提供的波束扫描方法，包括：

切换控制模块指示馈源切换模块使能多馈源天线中的每个馈源，使得所述馈源分别进行信号质量检测；所述多馈源天线包括孔径单元以及至少两个馈源；所述馈源用于辐射电磁波信号；所述馈源切换模块包括多路开关，每个所述馈源分别与所述馈源切换模块中的一路开关相连接；

所述切换控制模块获取所述每个馈源进行信号质量检测的结果；所述切换控制模块根据所述信号质量检测的结果选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。

在第三方面的第一种可能实现的方法中，

结合第三方面的第一种可能实现的方法，在第二种可能实现的方法中，所述第二馈源的中心均勾的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的一个圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；相邻的两个所述第二馈源之间的中心距为 d，所述第二馈源的辐射口面在同一平面上，与所述第一馈源的辐射口面距离为 δ，所述 δ大于或等于零。

结合第三方面的第二种可能实现的方法，在第三种可能实现的方法中，所述 R满足：

所述 d满足：

J <^ (R² + ²)-2(R² + ²)cos(^/2 + ^/2)；

结合第三方面的第一种可能实现的方法，在第四种可能实现的方法中，所述第二馈源包括有两组，其中，第一组第二馈源的中心均匀的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的第一圓上，且所述第一圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第一组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为，在所述第一圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d 第一组第二馈源的辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为第二组第二馈源的中心均匀的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的第二圓上，且所述第二圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R₂，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；在所述第二圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d₂，第一组第二馈源的辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为 δ₂; 所述 δ^。δ₂大于或等于零。

结合第三方面第五种可能实现的方法中，；

所述 d₂满足：

d₂ ≤ ^2(R₂ ² + ²)-2(R₂ ² + ²)cos(^/2 + ^₂/2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述 A为所述第一组第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述为所述第二组第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为所述第一馈源辐射的孔径辐射波束的波束角。

结合第三方面的第一种可能实现的方法，在第六种可能实现的方法中，所述第二馈源包括有 n组，其中，第 n组第二馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第 n圓上，且所述第 n圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，，所述第 n组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R_n，在所述所述第 n圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d_n，所述第二馈源的辐射口面在同一平面上，与所述第一馈源的辐射口面距离为 δ_η，所述 δ_η大于或等于零。

结合第三方面的第六种可能实现的方法，在第七种可能实现的方法中，

R ≤F x tanl Θ ；

所述 d满足：

d_n < ^2(R_n ² + F² ) - 2(R_n ² + ² ) cos(^ / 2 + ^_n / 2)；

在第三方面的第八种可能实现的方法中，所述至少两个馈源放置在所述孔径单元的焦点周围，所述至少两个馈源中的任一馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述孔径单元的轴线形成一个夹角。

结合第三方面的第八种可能实现的方法，在第九种可能实现的方法中，所述至少两个馈源的中心均勾的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述馈源在焦平面上投影与焦点的距离为 R，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；相邻的两个所述馈源之间的中心距为 d，所述馈源与所述焦点距离为 δ，所述 δ大于或等于零。

结合第三方面的第九种可能实现的方法，在第十种可能实现的方法中，所述 R满足： Θ \ + k[D/(4F)]

R≤F xtan

2 l + [D/(4F)]

所述 d满足：

J <^ (R² + ²)-2(R² + ²)cos(^/2 + ^/2)；

结合第三方面的第八种可能实现的方法，在第十一种可能实现的方法中，所述至少两个馈源包括有两组，其中，第一组馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第一圓上，且所述第一圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第一组馈源中的任意一个馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为，在所述第一圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d 所述第一组馈源的辐射口面与所述焦点距离为第二组馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第二圓上，且所述第二圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二组馈源中的任意一个馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R₂，在所述第二圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d₂; 所述第二组馈源的辐射口面与所述焦点距离为 δ₂，所述 δ^。δ₂大于或等于零。

结合第三方面的第十一种可能实现的方法，在第十二种可能实现的方法中，所述 Rr满足：

所述满足：

d_l ；

所述 R₂满足：

所述 d₂满足：

d₂≤ ^2(R₂ ² + ²)-2(R₂ ² + ²)cos(^/2 + ^₂/2)；

结合第三方面的第八种可能实现的方法，在第十三种可能实现的方法中，所述至少两个馈源分为 η组馈源；第 η组馈源的中心均匀地放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第 η圓上，且所述第 η圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，其在焦平面上的投影与焦点的距离为 R_n，在所述第 n圓上相邻的两个所述馈源之间的中心距为 d_n，所述馈源与所述焦点距离为 δ_η，所述 δ大于或等于零。

结合第三方面的第十三种可能实现的方法，在第十四种可能实现的方法中，

所述 d_n满足：

d_n < ^2(R_n ² + F² ) - 2(R_n ² + ² ) cos(^ / 2 + ^_n / 2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述 A为所述馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为从所述焦点出辐射波束的波束角。

结合第三方面的以及第三方面的第一至十四种任意一种可能实现的方法，在第十五种可能实现的方法中，其特征在于，所述根据所述信号质量检测的结果选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源之后，还包括：检测信号质量最好的馈源是否发生改变，若是，重新选择一个信号质量最好的馈源作为工作馈源。

结合第三方面的第十五种可能实现的方法，在第十六种可能实现的方法中，所述检测信号质量最好的馈源是否发生改变，具体包括：

每隔预置时长指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变；

或者，接收用户指令，根据所述用户指令，指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变；或者，实时监测接收信号质量，当检测到当前工作馈源的接收信号质量低于预设的阔值时，指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变。

结合第三方面的以及第三方面的第一至十六种任意一种可能实现的方法，在第十七种可能实现的方法中，所述信号质量包括：

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

在本发明实施例中，在天线中放置了多个馈源，其中每个馈源对应一个波束指向，还包括一个馈源切换模块，用于控制馈源切换实现波束指向的切换；切换控制模块可以通过所述馈源切换模块选择信号质量最好的馈源作为工作馈源，从而实现天线波束对准。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明实施例中波束扫描天线的一个结构示意图；

图 2为本发明实施例中波束扫描天线的一个布局示意图；

图 3为本发明实施例中波束扫描天线的另一个布局示意图；

图 4为本发明实施例中波束扫描天线的另一个布局示意图；

图 5为本发明实施例中波束扫描天线的另一个布局示意图；

图 6为本发明实施例中波束扫描天线的另一个布局示意图；

图 7为本发明实施例中波束扫描天线的另一个布局示意图；

图 8为本发明实施例中波束扫描天线的另一个结构示意图；

图 9为本发明实施例中微波系统的一个结构示意图；

图 10为本发明实施例中波束对准方法的一个流程示意图；

图 11为本发明实施例中波束对准方法的另一个流程示意图。具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图 1，本发明实施例中波束扫描天线的一个实施例包括：多馈源天线 101，馈源切换模块 102，切换控制模块 103;

所述多馈源天线 101包括至少两个馈源和一个孔径单元；其中，所述馈源用于辐射电磁波信号，所述孔径单元用于通过反射或折射的方式将电磁波信号聚焦。所述孔径单元可以为反射面或透镜。

示例性的，所述至少两个馈源中包括，一个第一馈源，以及至少一个第二馈源；所述第一馈源可以放置在所述孔径单元的焦点处，所述第一馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述孔径单元的轴线平行；所述第二馈源可以放置在所述第一馈源的四周，所述第二馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述孔径单元的轴线形成一个夹角。具体的，该夹角的值与每个馈源与焦点的偏移距离和方位角有关；由于每个第二馈源都放置在焦点周围的不同位置，因此，每个第二馈源的反射波束方向也会不一致，从而各个第二馈源与第一馈源一起形成一个较大的波束覆盖范围。

具体的，如图 2所示的一种馈源排列方式，其中，图 2左侧为馈源排列示意图，图 2右侧为馈源的位置投影在焦平面的示意图，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；所述馈源包括：一个第一馈源和一组第二馈源；所述第二馈源的中心均匀的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的一个圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二馈源在焦平面上投影与焦点的距离为 R (如图 2左侧的示意图所示），第一馈源置于焦点处时，孔径辐射波束的半功率角为 θ，且对应的增益为 G dBi; 相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d，第二馈源的辐射口面在同一平面上，与第一馈源的辐射口面距离为 δ ( δ≥0，当 δ=0时，第二馈源与第一馈源的辐射口面在同一平面），第二馈源对应的孔径辐射波束的波束角记为，为保证波束扫描时能够实现半功率波束无缝覆盖，需满足：

其中 F为孔径单元的焦距， D为孔径单元的直径， k为小于等于 1的常数。此时无缝扫描范围最大可以覆盖 3Θ的角度。而 δ的取值，要使得第二馈源对应的孔径辐射波束的主瓣方向增益大于（G-3) dBi。

具体的，如图 3所示的另一种馈源排列方式，其中，图 3左侧为馈源排列示意图，图 3右侧为馈源的位置投影在焦平面的示意图，所述馈源包括：一个第一馈源和两组第二馈源，其中，第一组第二馈源的中心均勾的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，其在焦平面上的投影与焦点的距离为，相邻的两个第二馈源之间的中心距为（^，第一组第二馈源对应的孔径辐射波束的波束角为^ 第二组第二馈源的中心均勾的放置在另一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，其在焦平面上的投影与焦点的距离为 R₂，相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d₂，第二组第二馈源对应的孔径辐射波束的波束角为；第一组第二馈源的辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为 Si ( 5j>0 ),第二组第二馈源的辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为 δ₂(δ₂≥0)。第一馈源置于焦点处时，孔径辐射波束的半功率角为 θ，且对应的增益为 G dBi。为保证波束扫描时能够实现半功率波束无缝覆盖，需满足：

d₂ <^2(R₂ ² +F²)-2(R₂ ² + ²)cos(^/2 + ^₂/2)

其中 F为孔径单元的焦距， D为孔径单元的直径， k为小于等于 1的常数。此时无缝扫描范围最大可以覆盖 5Θ的角度。而 δ^。δ₂的取值，要分别使得第一、二组第二馈源对应的孔径辐射波束的主瓣方向增益大于（G-3) dBi。

进一步的，在实际应用中，可以放置 n组第二馈源，此时无缝扫描范围最大可以覆盖（2n+l ) Θ的角度。

具体的，如图 4所示的另一种馈源排列方式，其中，图 4左侧为馈源的位置投影在焦平面的示意图，图 4右侧为馈源的位置投影在与所述焦平面垂直的平面的示意图，所述馈源包括：一个第一馈源和 η组第二馈源，其中第 η组第二馈源的中心均勾地放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，其在焦平面上的投影与焦点的距离为 R_n，相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d_n，对应的孔径辐射波束的波束角为^，辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为 δ_η ( δ_η≥0 )。为保证波束扫描时能够实现半功率波束无缝覆盖，

d_n < l2(R_n ² + F ² ) - 2(R_n ² + ² ) cos(^ / 2 + ^_n / 2) 而 δ_η的取值，要使得第 η组第二馈源对应的孔径辐射波束的主瓣方向增益大于（G-3 ) dBi。

在实际应用中，馈源作为高增益天线的初级辐射器，并经孔径单元反射或折射实现电磁波的聚焦，实现天线的高增益。在具体实施方式中，若孔径单元为反射面，则可以仅用一个主反射面，此时，第一馈源应位于主反射面的焦点用一个副反射面和一个主反射面的方式，此时考虑所述至少两个馈源在副反射面的对称面上形成多个虚拟焦点，所述多个虚拟焦点的排列应符合上述排列方式以实现无缝扫描。若孔径单元为透镜，此时，第一馈源应位于透镜的焦点处，示例性的，所述至少两个馈源还可以放置在所述孔径单元的焦点周围，所述至少两个馈源中的任一馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述孔径单元的轴线形成一个夹角。具体的，该夹角的值与每个馈源与焦点的偏移距离和方位角有关；由于每个馈源都放置在焦点周围的不同位置，因此，每个馈源的反射波束方向也会不一致，从而形成一个较大的波束覆盖范围。

如图 5所示的另一种馈源排列方式，所述多馈源天线 101包括至少两个馈源；所述至少两个馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上。其中，图 5左侧为馈源排列的示意图，图 5右侧为馈源的位置投影在焦平面的示意图，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面，馈源在焦平面上投影与焦点的距离为1。相邻的两个馈源之间的中心距为 d，所述馈源的辐射口面与所述焦点距离为 δ ( δ≥0，当 δ=0时，所述馈源的辐射口面在焦平面上），馈源对应的孔径辐射波束的波束角记为。假设将馈源置于焦点处时，孔径辐射波束的半功率角为 θ，且对应的增益为 G dBi; 为保证波束扫描时能够实现半功率波束无缝覆盖，需满足：

J < 2(R² + ²) - 2(R² + ² ) cos(^/2 + ^/2)；

其中 F为孔径单元的焦距， D为孔径单元的直径， k为小于等于 1的常数。此时无缝扫描范围最大可以覆盖 2Θ的角度。而 δ的取值，要使得馈源对应的孔径辐射波束的主瓣方向增益大于（G-3 ) dBi。

具体的，如图 6所示的另一种馈源排列方式，其中，图 6左侧为馈源的位置投影在焦平面的示意图，图 6右侧为馈源的位置投影在与所述焦平面垂直的平面的示意图，所述馈源包括：两组馈源，其中，第一组馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，其在焦平面上的投影与焦点的距离为，相邻的两个馈源之间的中心距为 d 第一组馈源的孔径辐射波束的波束角为^ 第二组馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，其在焦平面上的投影与焦点的距离为 R₂，相邻的两个馈源之间的中心距为 d₂，第二组馈源的孔径辐射波束的波束角为第一组馈源的辐射口面与所述焦点距离为 δΛ δ^ο ), 第二组馈源的辐射口面与所述焦点距离为 δ₂ ( δ₂≥0 )。假设将馈源置于焦点处时，孔径辐射波束的半功率角为 Θ, 且对应的增益为 G dBi; 为保证波束扫描时能够实现半功率波束无缝覆盖，需满足：

其中 F为孔径单元的焦距， D为孔径单元的直径， k为小于等于 1的常数。此时无缝扫描范围最大可以覆盖 4Θ的角度。而 δ^。δ₂的取值，要分别使得第一和二组馈源对应的孔径辐射波束的主瓣方向增益大于（G-3) dBi。

进一步的，在实际应用中，可以放置 n组馈源，此时无缝扫描范围最大可以覆盖 2η*θ的角度。

具体的，如图 7所示的另一种馈源排列方式，其中，图 7左侧为馈源的位置投影在焦平面的示意图，图 7右侧为馈源的位置投影在与所述焦平面垂直的平面的示意图，所述馈源包括： η组馈源，其中第 η组馈源的中心均匀地放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，其在焦平面上的投影与焦点的距离为 R_n，相邻的两个馈源之间的中心距为 d_n，对应的孔径辐射波束的波束角为，所述馈源的辐射口面与所述焦点距离为 δ_η (δ_η≥0)。假设将馈源置于焦点处时，孔径辐射波束的半功率角为 θ，且对应的增益为 G dBi; 为保证波束扫描时能够实现半功率波束无缝覆盖，需满足：

d_n < ^2{R_n ² +F²)-2(R_n ² + ²)cos(^/2 + ^„/2) 而 5₁₁的取值，要使得第 n组馈源对应的孔径辐射波束的主瓣方向增益大于 (G-3) dBi。可以理解的是，上述对馈源的位置描述仅是示例性的，在实际应用中，馈源的位置还可能有其它的放置方式，此处具体不作限定。

可以理解的是，上述对馈源的描述仅是示例性的，假定了同一组馈源的辐射增益是相同的，在实际应用中，由于馈源之间的个体差异，又或者基于特殊设计的考虑，同一组馈源的辐射增益不会完全相同，可以取其中最小的辐射波束角作为计算基准。

所述馈源切换模块 102包括多路开关，每个所述馈源分别与馈源切换模块 102中的一路开关相连接。

示例性的，所述馈源切换模块中可以为射频开关，或巴特勒（Butler )矩阵开关；其中，所述射频开关每次只能选择一路馈源；而所述 Butler矩阵开关则可以一次选择一路或多路馈源。在实际应用中，若使用 Butler矩阵开关一次选择多路馈源，则可以同时使用所述多路馈源进行信号的发送和接收。

所述切换控制模块 103，用于通过所述馈源切换模块 102，使能每个所述馈源进行信号质量检测，并选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源，即馈源切换模块 102 将在后续的一段时间内一直导通信号质量最好的馈源的一路开关。可以理解的是，所述工作馈源指的是在某个时间段上波束扫描天线中进行实际工作的馈源，并不是将一个馈源永远固定作为收发固定工作的馈源。

在实际应用中，为了确保能够选择到最优的馈源配置，切换控制模块 103 中设置的控制逻辑需要保证在馈源选择过程中所有的馈源或馈源组合都能够被遍历到。

具体的，所述切换控制模块 103可以进一步包括波束对准模块 1031，用于通过对所述馈源切换模块进行切换控制，并选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。在实际应用中，所述波束对准模块 1031为一种控制模块，其中可以设置对馈源切换模块的控制逻辑，以及选择馈源的逻辑；示例性的，波束对准模块 1031可以为一种数字信号处理（DSP， digital signal processor ) 或中央处理器（ CPU， Central Processing Unit )模块。

示例性的，当通过馈源切换模块 102选择其中一个馈源为工作馈源时，接收另一微波系统发送的信号，然后对该接收信号进行信号质量检测。具体的，所述信号质量包括：接收信号强度，接收信号的信噪比（SNR， Signal to Noise Ratio ), 或接收信号的均方误差（MSE， Mean Square Error ) 中任意一项或两项以上的组合。若检测的是接收信号强度，如接收电平或接收功率，则通过检测接收链路某个点上的信号来获得。若检测的是 SNR或 MSE，则可以通过基带的解调模块获得。在本发明实施例中，放置了多个馈源，并且，每个所述馈源分别与馈源切换模块中的一路开关相连接；切换控制模块可以通过所述馈源切换模块，遍历每个所述馈源进行信号质量检测，并选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源，从而避免了人工转动天线进行调试和对准。

在实际应用中，微波系统的中天线会放置在室外，因此，在某些强风的天气下，天线会发生晃动，以致于容易造成链路中断；本发明实施例提供了相应的解决方案，请参阅图 8，本发明实施例中波束扫描天线的另一个实施例包括：多馈源天线 101，馈源切换模块 102，切换控制模块 103，

其中，多馈源天线 101，馈源切换模块 102和切换控制模块 103之间的连接关系可以参阅上述图 1实施例，此处不作赘述。

进一步的，所述切换控制模块 103还可以包括：波束对准模块 1031以及波束跟踪模块 1032;

其中，所述波束对准模块 1031用于通过预置的控制逻辑对所述馈源切换模块进行切换控制，并根据选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。

所述波束跟踪模块 1032用于检测信号质量最好的馈源是否发生改变，若是，通知所述波束对准模块 1031选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。

具体的，所述波束跟踪模块 1032指示所述馈源切换模块 102对所述多个馈源进行遍历，并在遍历过程中对每个馈源使能时进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变。

具体的，所述遍历指的是逐个对所述馈源进行使能，当一个馈源完成信号质量检测之后，切换至另一个馈源进行信号质量检测。

具体的，由于馈源切换需要一定时间，因此，馈源与馈源之间切换的过程需要在业务数据处理的间隙时间段内进行，或者，在馈源与馈源之间切换时对业务数据进行緩存，以避免影响业务数据的传输。

具体的，为避免两端的波束扫描天线同时扫描无法锁定，当本端波束扫描天线的波束跟踪模块 1032启动馈源遍历时，可以向对端波束扫描天线发送第一通知消息，通告对端"本端当前处于扫描状态"，当对端接收到该第一通知消息时，对端的波束跟踪模块则锁定扫描，即保持工作馈源不变。当本端波束跟踪模块 1032结束馈源遍历时，也可以通知对端"当前不处于扫描状态"，当对端接收到该信息时，对端波束跟踪模块则解除扫描锁定，即可根据情况启动跟踪馈源遍历。结束馈源遍历的通知机制可以是本端发送第二通知消息给对端，也可以是本端停止发送第一通知消息，对端在预设时间内没有收到第一通知消息即认为"当前不处于扫描状态"。

可选的，在实际应用中，可以在波束跟踪模块 1032设置一个固定周期，每隔预置时长指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变。

进一步的，也可以根据接收信号质量劣化来确定是否需要进行信号质量的检测，波束跟踪模块 1032实时监测接收信号质量，当检测到当前工作馈源的接收信号质量低于某一预设的阔值时，对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变。

进一步的，还可以由用户发起信号质量的检测的流程，用户可以向波束跟踪模块 1032发送用户指令，指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变。

本发明实施例还提供了一种包括有上述波束扫描天线的微波系统，请参阅图 9，本发明实施例中微波系统的一个实施例包括：

基带处理模块 20，中射频收发模块 30和波束扫描天线 10;

所述基带处理模块 20与所述中射频收发模块 30连接，所述基带处理模块 20 用于对发送和接收的信号分别进行调制和解调，并根据所述发送和接收的信号实现业务处理。

所述中射频收发模块 30用于实现接收与发送的信号分离；具体的，所述中射频收发模块 30包括：发送链路 Tx、接收链路 Rx。

所述波束扫描天线 10与所述中射频收发模块 40相连，所述波束扫描天线包括：多馈源天线 101，馈源切换模块 102，切换控制模块 103;

所述多馈源天线 101包括至少两个馈源、和一个孔径单元；其中，所述孔径单元用于通过反射或折射的方式将电磁波信号聚焦。所述孔径单元可以为反射面或透镜。

所述切换控制模块 103用于通过所述馈源切换模块 102，使能每个所述馈源进行信号质量检测，并选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。即馈源切换模块 102 将在后续的一段时间内一直导通信号质量最好的馈源的一路开关。

可以理解的是，所述工作馈源指的是在某个时间段上波束扫描天线中进行实际工作的馈源，并不是将一个馈源永远固定作为收发固定工作的馈源。

在实际应用中，为了确保能够选上最优的馈源，切换控制模块 103中设置的控制逻辑需要保证所有的馈源都至少被使能一遍。

下面对波束对准方法进行描述，请参阅图 10，本发明实施例中波束对准方法的一个实施例包括：

1001、切换控制模块指示馈源切换模块使能多馈源天线中的每个馈源；切换控制模块指示馈源切换模块使能多馈源天线中的每个馈源，使得所述馈源分别进行信号质量检测；所述多馈源天线包括孔径单元，以及至少两个馈源，所述馈源用于辐射电磁波信号，所述孔径单元用于通过反射或折射的方式将电磁波信号聚焦。示例性的，所述孔径单元可以为反射面或透镜。

所述馈源切换模块包括包括多路开关，每个所述馈源分别与馈源切换模块中的一路开关相连接。

在本发明实施例中，馈源之间的位置关系请参阅上述装置实施例此处不再赘述。

示例性的，所述馈源切换模块可以为射频开关，或巴特勒（Butler )矩阵开关；其中，所述射频开关每次只能选择一路馈源；而所述 Butler矩阵开关则可以一次选择一路或多路馈源。在实际应用中，若使用 Butler矩阵开关一次选择多路馈源，则可以同时使用所述多路馈源进行信号的发送和接收。

1002、切换控制模块获取所述每个馈源进行信号质量检测的结果；示例性的，当一路馈源的开关被导通时，接收另一端的波束扫描天线发送的信号，然后对该信号进行信号质量检测。在完成信号质量检测后所述馈源会将信号质量检测的结果发送给所述切换控制模块。

具体的，所述信号质量包括：接收信号强度，接收信号的信噪比（SNR， Signal to Noise Ratio )，或接收信号的均方误差（ MSE， Mean Square Error ) 中任意一项或两项以上的组合。若检测的是接收信号强度，如接收电平或接收功率，则通过检测接收链路某个点上的信号来获得。若检测的是 SNR或 MSE，则可以通过基带的解调模块获得。

1003、切换控制模块根据所述信号质量检测的结果选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。

可以理解的是，所述工作馈源指的是在某个时间段上波束扫描天线中进行实际工作的馈源，并不是将一个馈源永远固定作为固定工作的馈源。

在实际应用中，为了确保能够选择到选上最优的馈源配置，切换控制模块中设置的控制逻辑需要保证在馈源选择过程中所有的馈源或馈源组合都能够至少被遍历到使能一遍。

可选的，确定信号质量最好的馈源时，可以仅根据信号的功率强度，信号的 SNR或信号的 MSE任意一项参数来确定，即选择功率强度最高的，或选择 SNR最高的，或 MSE最小的；也可以综合信号的功率强度，信号的 SNR以及信号的 MSE任意两个以上的条件，并结合相应的权重，选择最信号质量最好的馈源。具体的实现方式可以根据实际需求而定，此处不作限定。

在本发明实施例中，放置了多个馈源，并且，每个所述馈源分别与馈源切换模块中的一路开关相连接；切换控制模块可以通过所述馈源切换模块，使能每个所述馈源进行信号质量检测，并选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源，从而避免了对天线进行人工调试和对准。

进一步的，在实际应用中，由于微波系统的中天线会放置在室外，因此，在某些强风的天气下，天线会发生晃动，以致于容易造成链路中断；本发明实施例提供了相应的解决方案，请参阅图 11，本发明实施例中波束扫描天线的另一个实施例包括：

1101、切换控制模块指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历；切换控制模块指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测；

具体的，切换控制模块还可以包括：波束对准模块以及波束跟踪模块；其中，所述波束对准模块用于通过预置的控制逻辑对所述馈源切换模块进行切换控制，并根据选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。所述波束跟踪模块用于检测信号质量最好的馈源是否发生改变，若是，通知所述波束对准模块选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。具体的，由于馈源切换需要一定时间，因此，馈源与馈源之间切换的过程需要在业务数据处理的间隙时间段内进行，或者，在馈源与馈源之间切换时对业务数据进行緩存，以避免影响业务数据的传输。

具体的，为避免两端的波束扫描天线同时扫描无法锁定，当本端波束扫描天线的波束跟踪模块启动馈源遍历时，可以向对端波束扫描天线发送第一通知消息，通告对端"当前处于扫描状态"，当对端接收到该第一通知消息时，对端的波束跟踪模块则锁定扫描，即保持工作馈源不变。当本端波束跟踪模块结束馈源遍历时，也可以通知对端"本端当前不处于扫描状态"，当对端接收到该信息时，对端波束跟踪模块则解除扫描锁定，即可根据情况启动跟踪馈源遍历。结束馈源遍历的通知机制可以是本端发送第二通知消息给对端，也可以是本端停止发送第一通知消息，对端在预设时间内没有收到第一通知消息即认为 "当前不处于扫描状态"。

可选的，在实际应用中，触发切换控制模块再次进行对各个馈源进行信号质量检测的方式有多种，包括：

一、定期发起；

用户可以设置一个固定时长，并设定所述波束跟踪模块每隔预置时长指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历。

二、根据指令发起；

由用户发起信号检测的流程，用户可以向波束跟踪模块发送用户指令，指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历。具体的，所述用户指令可以通过遥控、设定程序或预设按钮发送，具体的实现形式可以根据实际需求而定，此处不作限定。

三、根据接收信号质量发起；

波束跟踪模块实时监测接收信号质量，当检测到当前工作馈源的接收信号质量低于某一预设的阔值时对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测。

1102, 切换控制模块获取所述每个馈源进行信号质量检测的结果；示例性的，当一路馈源的开关被导通时，接收另一端的波束扫描天线发送的信号，然后对该信号进行信号质量检测。在完成信号质量检测后所述馈源会将信号质量检测的结果发送给所述切换控制模块。

1103、切换控制模块选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。在一个遍历周期内，切换控制模块选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。可以理解的是，所述工作馈源指的是在某个时间段上波束扫描天线中进行实际工作的馈源，并不是将一个馈源永远固定作为收发固定工作的馈源。

具体的，各个馈源依次都使能一遍的时间段为一个遍历周期。

在本发明实施例中，工作馈源根据实际情况进行调整，即使微波系统中的天线因晃动使得馈源发生了偏移，切换控制模块依然可以自动重新选择一个信号质量最好的馈源作为工作馈源，使得微波链路的信号收发质量不会受到太大的影响。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims

权利要求

1、一种波束扫描天线，其特征在于，包括：

多馈源天线，馈源切换模块，切换控制模块；

所述多馈源天线包括孔径单元以及至少两个馈源，所述馈源用于辐射电磁波信号；所述孔径单元用于通过反射或折射的方式将电磁波信号聚焦；

所述馈源切换模块包括有多路开关，每个所述馈源分别与一路所述开关相连接；

所述切换控制模块与所述馈源切换模块相连接，所述切换控制模块用于通过所述馈源切换模块，使能每个所述馈源进行信号质量检测，并选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。
2、根据权利要求 1所述的波束扫描天线，其特征在于，所述切换控制模块，还包括：

波束跟踪模块，用于检测信号质量最好的馈源是否发生改变，若是，通知所述波束对准模块选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。
3、根据权利要求 2所述的波束扫描天线，其特征在于，所述波束跟踪模块具体用于：每隔预置时长指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变；

或者，接收用户指令，根据所述用户指令，指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变；

或者，实时监测接收信号质量，当检测到当前工作馈源的接收信号质量低于预设的阔值时，指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变。
4、根据权利要求 1所述的波束扫描天线，其特征在于，

所述至少两个馈源中包括一个第一馈源，以及至少一个第二馈源；所述第一馈源放置在所述孔径单元的焦点处，所述第一馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述孔径单元的轴线平行；所述第二馈源放置在所述第一馈源的四周，所述第二馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述抛物面的轴线形成一个夹角。

5、根据权利要求 4所述的波束扫描天线，其特征在于，所述第二馈源的中心均匀的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的一个圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 , 所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；相邻的两个所述第二馈源之间的中心距为 d，所述第二馈源的辐射口面在同一平面上，与所述第一馈源的辐射口面距离为 δ，所述 δ大于或等于零。

6、根据权利要求 5所述的波束扫描天线，其特征在于，

所述 d满足：

d≤ ^2{R² + F² ) - 2{R² + F² ) co^{912 + φ 12)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为所述第一馈源的孔径辐射波束的波束角。
7、根据权利要求 4所述的波束扫描天线，其特征在于，所述第二馈源包括有两组，其中，第一组第二馈源的中心均勾的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的第一圓上，且所述第一圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第一组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为，在所述第一圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 ^，第一组第二馈源的辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为；第二组第二馈源的中心均匀的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的第二圓上，且所述第二圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R2，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；在所述第二圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d2，第一组第二馈源的辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为 δ2; 所述 δ^。δ2大于或等于零。

8、根据权利要求 7所述的波束扫描天线，其特征在于，

所述 d₂满足：

d₂≤^2{R₂ ² + ²)-2(R₂ ² + ²)cos(^/2 + ^₂/2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述 A为所述第一组第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述为所述第二组第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为所述第一馈源辐射的孔径辐射波束的波束角。
9、根据权利要求 4所述的波束扫描天线，其特征在于，所述第二馈源包括有 n组，其中，第 n组第二馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第 n圓上，且所述第 n圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，，所述第 n组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 Rn，在所述所述第 n圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 dn，所述第二馈源的辐射口面在同一平面上，与所述第一馈源的辐射口面距离为 δη，所述 δη大于或等于零。

束扫描天线，其特征在于所述 R_n满足：

所述 d满足：

d_n <yl2(R_n ² +F²)-2(R_n ² + ²)cos(^/2 + ^_n/2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为所述第一馈源的孔径辐射波束的波束角。
11、根据权利要求 1所述的波束扫描天线，其特征在于，所述至少两个馈源放置在所述孔径单元的焦点周围，所述至少两个馈源中的任一馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述孔径单元的轴线形成一个夹角。

12、根据权利要求 11所述的波束扫描天线，其特征在于，所述至少两个馈源的中心均勾的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述馈源在焦平面上投影与焦点的距离为 , 所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；相邻的两个所述馈源之间的中心距为 d，所述馈源与所述焦点距离为 δ，所述 δ大于或等于零。

13、根据权利要求 12所述的波束扫描天线，其特征在于，

所述 d满足：

J < ^ (R² + ² ) - 2(R² + ² ) cos(^ / 2 + ^ / 2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为从所述焦点出辐射波束的波束角。
14、根据权利要求 11所述的波束扫描天线，其特征在于，所述至少两个馈源包括有两组，其中，第一组馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第一圓上，且所述第一圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第一组馈源中的任意一个馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为，在所述第一圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 ^，所述第一组馈源的辐射口面与所述焦点距离为第二组馈源的中心均匀的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第二圓上，且所述第二圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二组馈源中的任意一个馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R2，在所述第二圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d2;所述第二组馈源的辐射口面与所述焦点距离为 δ2，所述和52大于或等于零。
15、根据权利要求 14所述的波束扫描天线，其特征在于，

所述 Rr满足：

所述满足：

d_x≤^2(R_X ² +F²)-2(R +Ρ²)οο^φΐ2 + φ_χΙ2)；

所述 d₂满足：

d₂≤ -^2{R₂ ² + ²)-2(R₂ ² + ²)cos(^/2 + ^₂/2)；

其中，所述 F为孔径单元的焦距，所述 D为孔径单元的直径，所述 k为小于等于 1的常数，所述第一组馈源的孔径辐射波束的波束角为，所述第二组馈源的孔径辐射波束的波束角为 φ_τ，所述 Θ为从所述焦点出辐射波束的波束
16、根据权利要求 11所述的波束扫描天线，其特征在于，所述至少两个馈源分为 η组馈源；第 η组馈源的中心均勾地放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第 η圓上，且所述第 η圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，其在焦平面上的投影与焦点的距离为 Rn，在所述第 n圓上相邻的两个所述馈源之间的中心距为 dn，所述馈源与所述焦点距离为 δη，所述 δ大于或等于零。

17、根据权利要求 16所述的波束扫描天线，其特征在于，

所述 d_n满足:

d_n <^2{R_n ^l +F^l)-2{R_n ^l + )cos(^/2 + ^_n/2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为从所述焦点出辐射波束的波束角。
18、根据权利要求 1至 17任意一项所述的波束扫描天线，其特征在于，所述馈源切换模块为射频开关，或巴特勒 Butler矩阵开关。
19、根据权利要求 1至 18任意一项所述的波束扫描天线，其特征在于，所述信号质量包括：

信号的功率强度，信号的信噪比 SNR，或信号的均方误差 MSE中任意一项或两项以上的组合。
20、一种微波系统，其特征在于，包括：

基带处理模块，中射频收发模块和波束扫描天线；

所述基带处理模块与所述中射频收发模块连接，所述基带处理模块用于对发送和接收的信号分别进行调制和解调，并根据所述发送和接收的信号实现业务处理；

所述中射频收发模块用于实现接收与发送的信号分离；

所述波束扫描天线与所述中射频收发模块相连，所述波束扫描天线包括：多馈源天线，馈源切换模块，切换控制模块；

所述多馈源天线包括孔径单元以及至少两个馈源，所述馈源用于辐射电磁波信号；所述孔径单元用于通过反射或折射的方式将电磁波信号聚焦；

所述馈源切换模块包括有多路开关，每个所述馈源分别与一路所述开关相连接；

所述切换控制模块与所述馈源切换模块相连接，所述切换控制模块用于通过所述馈源切换模块，使能每个所述馈源进行信号质量检测，并选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。
21、一种波束对准方法，其特征在于，包括：

切换控制模块指示馈源切换模块使能多馈源天线中的每个馈源，使得所述馈源分别进行信号质量检测；所述多馈源天线包括孔径单元以及至少两个馈源；所述馈源用于辐射电磁波信号；所述馈源切换模块包括多路开关，每个所述馈源分别与所述馈源切换模块中的一路开关相连接；

所述切换控制模块获取所述每个馈源进行信号质量检测的结果；所述切换控制模块根据所述信号质量检测的结果选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源。
22、根据权利要求 21所述的方法，其特征在于，

所述至少两个馈源中包括一个第一馈源，以及至少一个第二馈源；所述第一馈源放置在所述孔径单元的焦点处，所述第一馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述孔径单元的轴线平行；

所述第二馈源放置在所述第一馈源的四周，所述第二馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述抛物面的轴线形成一个夹角。
23、根据权利要求 22所述的方法，其特征在于，所述第二馈源的中心均勾的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的一个圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；相邻的两个所述第二馈源之间的中心距为 d，所述第二馈源的辐射口面在同一平面上，与所述第一馈源的辐射口面距离为 δ，所述 δ大于或等于零。
24、根据权利要求 23所述的方法，其特征在于，

所述 R满足：

所述 d满足：

J < V2(R² + ²) - 2(R² + ² ) cos(^/2 + ^/2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为所述第一馈源的孔径辐射波束的波束角。
25、根据权利要求 22所述的方法，其特征在于，所述第二馈源包括有两组，其中，第一组第二馈源的中心均勾的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的第一圓上，且所述第一圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第一组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为，在所述第一圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为，第一组第二馈源的辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为第二组第二馈源的中心均匀的放置在垂直于所述孔径单元的轴线的第二圓上，且所述第二圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R2，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；在所述第二圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d2，第一组第二馈源的辐射口面与第一馈源的辐射口面距离为 δ2; 所述 δ^。δ2大于或等于零。 26、根据权利 25所述的方法，其特征在于，

所述 d₂满足：

d₂≤ -^2{R₂ ² + ²)-2(R₂ ² + ²)cos(^/2 + ^₂/2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述 A为所述第一组第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 A为所述第二组第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为所述第一馈源辐射的孔径辐射波束的波束角。
27、根据权利要求 22所述的方法，其特征在于，所述第二馈源包括有 n 组，其中，第 n组第二馈源的中心均勾的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第 n圓上，且所述第 n圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，，所述第 n 组第二馈源中任意一个第二馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 Rn，在所述所述第 n圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 dn，所述第二馈源的辐射口面在同一平面上，与所述第一馈源的辐射口面距离为 δη，所述 δη大于或等于零。

方法，其特征在于所述 R_n满足：

所述 d满足：

d_n <^2{R_n ² +F²)-2{R_n ² + ²)cos(^/2 + ^_n/2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述第二馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为所述第一馈源的孔径辐射波束的波束角。
29、根据权利要求 21所述的方法，其特征在于，所述至少两个馈源放置在所述孔径单元的焦点周围，所述至少两个馈源中的任一馈源发送的波束通过所述孔径单元反射或折射后，与所述孔径单元的轴线形成一个夹角。
30、根据权利要求 29所述的方法，其特征在于，所述至少两个馈源的中心均勾的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的圓上，且所述圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述馈源在焦平面上投影与焦点的距离为 R，所述焦平面为垂直于所述孔径单元的轴线且所述焦点所在的平面；相邻的两个所述馈源之间的中心距为 d，所述馈源与所述焦点距离为 δ，所述 δ大于或等于零。

31、根据权利要求 30所述的方法，其特征在于，

所述 d满足：

J < ^ (R² + ² ) - 2(R² + ² ) cos(^ / 2 + ^ / 2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为从所述焦点出辐射波束的波束角。
32、根据权利要求 29所述的方法，其特征在于，所述至少两个馈源包括有两组，其中，第一组馈源的中心均勾的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第一圓上，且所述第一圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第一组馈源中的任意一个馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为，在所述第一圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d 所述第一组馈源的辐射口面与所述焦点距离为第二组馈源的中心均勾的放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第二圓上，且所述第二圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，所述第二组馈源中的任意一个馈源在焦平面上的投影与焦点的距离为 R2，在所述第二圓上相邻的两个第二馈源之间的中心距为 d2;所述第二组馈源的辐射口面与所述焦点距离为 δ2，所述 δ^。δ2大于或等于零。
33、根据权利要求 32所述的方法，其特征在于，

所述 Rr满足：

所述满足：

d_x≤^2(R_X ² +F²)-2(R +Ρ²)οο^φΐ2 + φ_χΙ2)；

所述 d₂满足：

d₂≤ -^2{R₂ ² + ²)-2(R₂ ² + ²)cos(^/2 + ^₂/2)；

其中，所述 F为孔径单元的焦距，所述 D为孔径单元的直径，所述 k为小于等于 1的常数，所述第一组馈源的孔径辐射波束的波束角为，所述第二组馈源的孔径辐射波束的波束角为 φ_τ，所述 Θ为从所述焦点出辐射波束的波束
34、根据权利要求 29所述的方法，其特征在于，所述至少两个馈源分为 η组馈源；第 η组馈源的中心均勾地放置在一个垂直于所述孔径单元的轴线的第 η圓上，且所述第 η圓的圓心位于所述孔径单元的轴线上，其在焦平面上的投影与焦点的距离为 Rn，在所述第 n圓上相邻的两个所述馈源之间的中心距为 dn，所述馈源与所述焦点距离为 δη，所述 δ大于或等于零。

35、根据权利要求 34所述的波束扫描天线，其特征在于，

所述 d_n满足:

d_n <^2{R_n ^l +F^l)-2{R_n ^l + )cos(^/2 + ^_n/2)；

所述 F为所述孔径单元的焦距，所述 D为所述孔径单元的直径，所述 k 为小于等于 1的常数，所述为所述馈源的孔径辐射波束的波束角，所述 Θ为从所述焦点出辐射波束的波束角。
36、根据权利要求 21至 35任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述信号质量检测的结果选择信号质量最好的一个所述馈源作为工作馈源之后，还包括：检测信号质量最好的馈源是否发生改变，若是，重新选择一个信号质量最好的馈源作为工作馈源。
37、根据权利要求 36所述的波束扫描天线，其特征在于，所述检测信号质量最好的馈源是否发生改变，具体包括：

每隔预置时长指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变；

或者，接收用户指令，根据所述用户指令，指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变；

或者，实时监测接收信号质量，当检测到当前工作馈源的接收信号质量低于预设的阔值时，指示所述馈源切换模块对所述馈源进行遍历，使得每个被使能的所述馈源分别进行信号质量检测，根据信号质量检测的结果确定信号质量最好的馈源是否发生改变。
38、根据权利要求 21至 37任意一项所述的方法，其特征在于，所述信号质量包括：

信号的功率强度，信号的信噪比 SNR，或信号的均方误差 MSE中任意一项或两项以上的组合。