本发明涉及5g-cpe技术领域，尤其涉及5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置及其工作方法。
背景技术：
5g网络支持波束赋形技术，可以向终端定向发射，而基站要想定向发射，首先得探测到终端的位置、传输通路的质量等，从而使基站的资源更精准的分配给每个终端。5g终端一般都配有多根收发天线，目前主流的5g手机、5g-cpe等都采用两根发射天线、四根接收天线即2t4r，如果充分利用5g终端的多根天线轮流上报信道信息即srs(探测参考信号，soundingreferencesignal)天线轮发，则能够让基站获取的信息更全面，进行更精准的数据传输：1t4r是指终端在4个天线上轮流发射srs信号，一次选择1个天线发射；nsa终端常采用这种模式。2t4r是指终端在4个天线上轮流发射srs信号，一次选择2个天线发射；sa终端常采用这种模式。能够参与发送参考信号的天线数越多，信道估计就越准，能获得的下载速率就越高。
但是，在5g基站密度还不足够的情况下，5g-cpe数据终端部分被建筑物遮挡或背向基站的天线收发效果很差，加上为了增加cpe(客户终端，customerpremiseequipment)的远距离接入能力，天线采取定向高增益高前后比方式设计，部分天线发挥不了良好的收发作用，导致5g-cpe数据终端的平均吞吐速率降低，甚至不如4g-cpe数据终端的效果，龙伯透镜天线也是一种全新结构的多波束、高增益天线，能解决传统阵列天线效率比较低等诸多问题，但也有普通定向天线的局限，部分天线波束发挥不了良好的收发作用。
因此，有必要设计一种新的装置，从多天线中快速评估和选择较好收发效果的天线，实现2t4r或1t4r的天线的良好收发，满足用户对5g-cpe数据终端高吞吐速率的要求。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置及其工作方法。
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的：提供5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，包括双龙勃透镜天线单元、天线选择单元以及控制单元，其中，所述双龙勃透镜天线单元与所述天线选择单元连接；所述控制单元与所述天线选择单元连接；通过所述控制单元测量信道质量，并根据测量结果控制所述天线选择单元的切换，以选择所述双龙勃透镜天线单元内的不同天线振子进行工作。
其进一步技术方案为：所述双龙勃透镜天线单元包括第一龙勃透镜天线以及第二龙勃透镜天线。
其进一步技术方案为：所述第一龙勃透镜天线以及所述第二龙勃透镜天线内分别设有天线振子。
其进一步技术方案为：所述第一龙勃透镜天线的天线振子的个数为八个；所述第二龙勃透镜天线的天线振子的个数为八个。
其进一步技术方案为：所述天线振子通过同轴电缆与所述天线选择单元连接。
其进一步技术方案为：所述天线振子分成四组且配置在所述第一龙勃透镜天线以及所述第二龙勃透镜天线内，每组所述天线振子的水平方向分别为-45°、-15°、 15°、 45°，所述第一龙勃透镜天线以及所述第二龙勃透镜天线的每两组天线振子错开90°配置；所述第一龙勃透镜天线以及所述第二龙勃透镜天线分别设有龙勃透镜馈点；所述天线振子分别设置在所述龙勃透镜馈点上，所述天线振子把射频信号馈入至所述龙勃透镜馈点上。
其进一步技术方案为：所述天线选择单元包括若干个射频电子开关，所述射频电子开关与所述天线振子连接，所述射频电子开关通过开关控制线与所述控制单元连接。
其进一步技术方案为：所述射频电子开关为是四选一射频电子开关，所述射频电子开关的个数为四个。
其进一步技术方案为：所述控制单元包括控制器以及射频信号检测子单元，所述控制器与所述射频信号检测子单元连接，所述控制器与所述射频电子开关连接。
另外，本发明要解决的技术问题是还在于提供5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置的工作方法，包括：
控制单元测量双龙勃透镜天线单元内的不同天线振子的射频信号强度，以测量信道质量，并根据测量结果控制天线选择单元的切换，以选择双龙勃透镜天线单元内的不同天线振子进行工作。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明通过设置双龙勃透镜天线单元、天线选择单元以及控制单元，利用控制单元测量信道质量，并根据测量结果控制所述天线选择单元的切换，以选择所述双龙勃透镜天线单元内的不同天线振子进行工作，从多天线中快速评估和选择较好收发效果的天线，实现2t4r或1t4r的天线的良好收发，满足用户对5g-cpe数据终端高吞吐速率的要求。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述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为本发明实施例提供的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置的示意性框图；
图2为本发明实施例提供的双龙勃透镜天线单元的示意性框图；
图3为本发明实施例提供的双龙勃透镜天线单元与天线选择单元的连接示意图。
图中标识说明：
10、双龙勃透镜天线单元；20、天线选择单元；30、控制单元。
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做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。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，可以运用在5g工业互联网的应用场景，高铁狭长地带、不易建基站的区域、矿山、港口码头、海湾水域、林场、临时区域、公路修建的移动工地、移动直播车、边疆哨卡、抢险救灾、疫情防控等，保证可靠信息传输，迫切需要在高增益、多波束、自动适应多方位天线解决方案方面实现技术突破；以从多天线中快速评估和选择较好收发效果的天线，实现2t4r或1t4r的天线的良好收发，满足用户对5g-cpe数据终端高吞吐速率的要求。
请参阅图1，上述的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，包括双龙勃透镜天线单元10、天线选择单元20以及控制单元30，其中，双龙勃透镜天线单元10与天线选择单元20连接；控制单元30与天线选择单元20连接；通过控制单元30测量信道质量，并根据测量结果控制天线选择单元20的切换，以选择双龙勃透镜天线单元10内的不同天线振子进行工作。
利用控制单元30实时检测双龙勃透镜天线单元10内的不同天线振子的射频强度，便可检测到信道质量，并根据不同的信道质量，控制天线选择单元20的切换，由信道质量弱的天线振子切换为信号质量强的天线振子，以选择双龙勃透镜天线单元10内的不同天线振子进行工作，确保从多天线中快速评估和选择较好收发效果的天线，实现2t4r或1t4r的天线的良好收发，满足用户对5g-cpe数据终端高吞吐速率的要求。
在一实施例中，请参阅图2，上述的双龙勃透镜天线单元10包括第一龙勃透镜天线以及第二龙勃透镜天线。
在一实施例中，请参阅图2，上述的第一龙勃透镜天线以及第二龙勃透镜天线内分别设有天线振子。
在一实施例中，请参阅图2，上述的第一龙勃透镜天线的天线振子的个数为八个；第二龙勃透镜天线的天线振子的个数为八个。天线振子如图2中的编号1-16。
具体地，天线振子通过同轴电缆与天线选择单元20连接。
在一实施例中，请参阅图2，天线振子分成四组且配置在第一龙勃透镜天线以及第二龙勃透镜天线内，每组所述天线振子的水平方向分别为-45°、-15°、 15°、 45°，所述第一龙勃透镜天线以及所述第二龙勃透镜天线的每两组天线振子错开90°配置；第一龙勃透镜天线以及第二龙勃透镜天线分别设有龙勃透镜馈点；天线振子分别设置在龙勃透镜馈点上，天线振子把射频信号馈入至龙勃透镜馈点上。
双龙勃透镜天线单元10包括第一龙勃透镜天线以及第二龙勃透镜天线，各有8个天线振子，16个天线振子分别通过同轴电缆与射频电子开关连接。天线振子分4组，共16根天线配置在第一龙勃透镜天线以及第二龙勃透镜天线的内部，每组水平方向分-45°、-15°、 15°、 45°；俯仰角-10°—10°，把射频信号馈电到龙勃透镜馈点上，具有多波束高增益即6.5dbi±0.5db，高前后比(≧25db)的天线效果，16个不同角度的天线振子分布在龙勃透镜天线的龙勃透镜馈点上，而圆球体的龙勃透镜的每一点都可作为天线馈点，实现2t4r或1t4r的天线的良好收发，满足用户对5g-cpe数据终端高吞吐速率的要求。
在一实施例中，请参阅图3，上述的天线选择单元20包括若干个射频电子开关，射频电子开关与天线振子连接，射频电子开关通过开关控制线与控制单元30连接。
具体地，射频电子开关为是四选一射频电子开关，射频电子开关的个数为四个。每个四选一射频电子开关部件有两根开关控制线与所述控制单元30相连。
在一实施例中，控制单元30包括控制器以及射频信号检测子单元，控制器与射频信号检测子单元连接，控制器与射频电子开关连接。
控制器通过射频电子开关测量每个天线振子的射频信号强度，判断及控制使用其中的四根天线振子，实现自动切换选择合适方位的基站，进行高速数据吞吐率的无线通信。
举个例子：如图2所示，在高速列车上，5g-cpe高增益双龙勃透镜天线原来通过a方向和b方向所工作的部分天线即编号1-8天线振子与1号基站进行高速数据的无线通信，列车经过一段路程后，控制单元30检测到c方向即编号9-12天线振子和b方向即编号5-8天线振子的天线收到的2号基站的信号比1号基站更强，附加再判断数据吞吐率如低于某速率，自动把原指向a方向的龙勃透镜天线振子的接入射频信号切换到c方向对应的龙勃透镜天线振子即编号9-12天线振子，在基站的测控调度下继续维持高速数据吞吐的无线通信。
本装置保证5g-cpe数据终端有收发效果较好的天线组与基站进行数据通信，发挥好5g-cpe数据终端mimo天线和5g基站固有的波束赋形技术优势，实现数据传输双向的高吞吐速率要求。
本装置设计采用双龙勃天线方式，共有16个馈点输入的天线振子，通过射频电子开关测量每个天线振子的射频信号强度，5g-cpe数据终端轮流切换探测各天线振子基站射频信号强度从高增益双龙勃透镜天线的天线振子中选择出工作天线，判断并使用4根天线振子，选择收发效果较好天线振子与基站实现2t4r或1t4r传输，以保证5g-cpe数据终端有收发效果较好信号强度的天线与基站进行数据通信，通过龙伯天线增强5g-cpe数据终端mimo天线和5g基站的massivemimo特别是波束赋形的技术效果，实现数据传输双向的高吞吐速率要求，由于传输信号强距离远，无需频繁切换基站，特别是在5g工业互联网的应用场景，高铁狭长地带、不易建基站的区域、矿山、港口码头、海湾水域、林场、临时区域、公路修建的移动工地、移动直播车、边疆哨卡、抢险救灾、疫情防控等，要保证可靠信息传输，需要设计高增益、多波束、自动适应多方位天线解决方案，该装置能较好满足用户需求。
上述的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，通过设置双龙勃透镜天线单元10、天线选择单元20以及控制单元30，利用控制单元30测量信道质量，并根据测量结果控制所述天线选择单元20的切换，以选择所述双龙勃透镜天线单元10内的不同天线振子进行工作，从多天线中快速评估和选择较好收发效果的天线，实现2t4r或1t4r的天线的良好收发，满足用户对5g-cpe数据终端高吞吐速率的要求。
在一实施例中，还提供了5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置的工作方法，包括：
控制单元30测量双龙勃透镜天线单元10内的不同天线振子的射频信号强度，以测量信道质量，并根据测量结果控制天线选择单元20的切换，以选择双龙勃透镜天线单元10内的不同天线振子进行工作。
需要说明的是，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，上述5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置的工作方法的具体实现过程，可以参考前述5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置实施例中的相应描述，为了描述的方便和简洁，在此不再赘述。
以上，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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改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以权利要求的保护范围为准。
1.5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，其特征在于，包括双龙勃透镜天线单元、天线选择单元以及控制单元，其中，所述双龙勃透镜天线单元与所述天线选择单元连接；所述控制单元与所述天线选择单元连接；通过所述控制单元测量信道质量，并根据测量结果控制所述天线选择单元的切换，以选择所述双龙勃透镜天线单元内的不同天线振子进行工作。
2.根据权利要求1所述的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，其特征在于，所述双龙勃透镜天线单元包括第一龙勃透镜天线以及第二龙勃透镜天线。
3.根据权利要求2所述的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，其特征在于，所述第一龙勃透镜天线以及所述第二龙勃透镜天线内分别设有天线振子。
4.根据权利要求3所述的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，其特征在于，所述第一龙勃透镜天线的天线振子的个数为八个；所述第二龙勃透镜天线的天线振子的个数为八个。
5.根据权利要求4所述的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，其特征在于，所述天线振子通过同轴电缆与所述天线选择单元连接。
6.根据权利要求5所述的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，其特征在于，所述天线振子分成四组且配置在所述第一龙勃透镜天线以及所述第二龙勃透镜天线内，每组所述天线振子的水平方向分别为-45°、-15°、 15°、 45°，所述第一龙勃透镜天线以及所述第二龙勃透镜天线的每两组天线振子错开90°配置；所述第一龙勃透镜天线以及所述第二龙勃透镜天线分别设有龙勃透镜馈点；所述天线振子分别设置在所述龙勃透镜馈点上，所述天线振子把射频信号馈入至所述龙勃透镜馈点上。
7.根据权利要求3所述的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，其特征在于，所述天线选择单元包括若干个射频电子开关，所述射频电子开关与所述天线振子连接，所述射频电子开关通过开关控制线与所述控制单元连接。
8.根据权利要求7所述的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，其特征在于，所述射频电子开关为是四选一射频电子开关，所述射频电子开关的个数为四个。
9.根据权利要求7所述的5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置，其特征在于，所述控制单元包括控制器以及射频信号检测子单元，所述控制器与所述射频信号检测子单元连接，所述控制器与所述射频电子开关连接。
10.5g-cpe高增益双龙勃透镜天线装置的工作方法，其特征在于，包括：
控制单元测量双龙勃透镜天线单元内的不同天线振子的射频信号强度，以测量信道质量，并根据测量结果控制天线选择单元的切换，以选择双龙勃透镜天线单元内的不同天线振子进行工作。
技术总结