具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图通过具体实施例来进行说明。

流星余迹通信常用的波段为30～100兆赫(MHz)，工作频率较低。而一般设计天线的尺寸与天线工作频率的关系为：

天线长度＝C/2f

其中C表示光速，f表示天线的工作频率。

天线工作频率指天线的共振频率，或中心频率。每个天线都有一定的频率范围，称为带宽，在这个范围内，天线阻抗最小，效率最高，这个范围的中间最佳点即中心频率，驻波比最小，功耗最小，信号最强。

可见，由于流星余迹通信系统中天线的工作频率较低，会导致系统天线的长度较大，进而使得天线的架设难度大，使用便捷性低。

共形阵列天线，是指附着于载体表面且与载体贴合的阵列天线，即需要将阵列天线共形安装在一个固定形状的表面上，从而形成非平面的共形天线阵。在现代无线通信系统中，共形阵天线由于能够与飞机、导弹以及卫星等高速运行的载体平台表面相共形，且并不破坏载体的外形结构及空气动力学等特性。

使用共形天线可以在一定程度上降低天线的架设难度，提高流星余迹通信设备的使用便捷性。目前，应用较多的共形天线是微带天线，因为其拥有较低的剖面，容易与载体共形，但是，微带天线的带宽较窄，低频段时天线的尺寸较大，极大的限制了其应用场景和应用范围。

基于此，本申请提供了一种流星余迹通信系统的通信方法，该方法应用于一种共形阵列天线，共形阵列天线包括至少一个共形天线阵列，至少一个共形天线阵列按照预设安装规则附着于载体的表面且与载体的表面贴合，每个共形天线阵列包括多个贴片阵子天线，结合图1，其示出了本发明实施例提供的流星余迹通信系统的通信方法的实现流程图，详述如下：

S101，当所述共形阵列天线用于信号接收时，针对任一共形天线阵列，获取所述共形天线阵列的多个贴片阵子天线分别接收的电磁波信号，对所述电磁波信号进行接收信号预处理，得到多组数字信号，对所述多组数字信号进行数字波束形成处理和解调处理，得到接收信号。

可选的，对接收信号预处理的过程包括：对所述电磁波信号进行低噪声放大及下变频处理，得到模拟中频信号，将所述模拟中频信号进行模数AD采样处理，得到多组数字信号。

S102，当所述共形阵列天线用于信号发射时，针对任一共形天线阵列，进行信号调制和功分处理，得到多组数字信号，对所述多组数字信号进行数字波束形成处理之后，进行发射信号预处理，得到每个贴片阵子天线对应的发射信号，通过所述共形天线阵列的多个贴片阵子天线进行信号的发射。

可选的，对发射信号预处理的过程包括：通过数模DA处理得到模拟中频信号，将所述模拟中频信号进行上变频及功率放大处理，得到所述发射信号。

可选的，当所述共形阵列天线用于信号接收时，通过预设公式对所述多组数字信号进行数字波束形成处理，所述预设公式为：

其中，F(θ)为针对预设波束指向对所述多组数字信号进行数字波束形成处理的波束形成结果，D_i为第i个数字信号，w_i为D_i的加权系数，M为进行数字波束形成处理的数字信号的个数；

当所述共形阵列天线用于信号接收时，数字波束形成处理后得到F(θ)；

当所述共形阵列天线用于信号发射时，数字波束形成处理后得到w_iD_i，对w_iD_i进行发射信号预处理得到第i个贴片阵子天线对应的发射信号。

波束形成技术利用不同的天线接收或发射相同的数据，形成指向特定方向的波束，降低系统干扰，增加天线增益。为了能够最大化接收或发射至期望用户波束的信号强度。特定方向即为预设波束指向。

数字波束形成(DBF)技术不仅能够充分保留每一个共形天线阵列上收集的信息，还能利用复杂的数字处理方法对收集或发送的信息进行处理，具有以下优势：

第一，提高信噪比，数字波束形成后的输出信号中的期望信号强度明显强于干扰信号的强度，此时能得到较高的信噪比；

第二，降低旁瓣电平，在实际通信过程中，干扰信号的强度和来波方向都不确定，数字波束形成能够对信号的幅度进行加权，加权后求和的数字波束可以改变波束指向，使其指向期望的方向，同时信号除了主波束以外，其他方向上的信号强度都会降低，同时获得较低的旁瓣电平。

第三，抑制干扰信号，通过数字波束形成处理，可以对干扰方向置零，从而抑制了干扰信号对期望信号的干扰。

可选的，在本发明实施例中，以任一个共形天线为例进行说明。

举例来说，一个共形天线阵列由5个贴片阵子天线。当共形阵列天线接收信号时，这5个贴片阵子天线同时接收某一个电磁波信号，对这五个电磁波信号分别进行低噪声放大及下变频处理，得到模拟中频信号，将所述模拟中频信号进行模数AD采样处理，得到5组数字信号，通过数字波束形成处理，通过预设算法，如自适应算法，得到每一组数字信号对应的加权系数，通过上述预设公式进行加权处理，解调后得到接收信号。

当共形阵列天线用于信号发射时，调制后的数字信号只有1路，通过功分模块将其分为5路，得到5组数字信号，通过数字波束形成处理，得到每一组数字信号对应的加权系数，即得到加权后的数字信号，通过数模DA处理得到5个模拟中频信号，可选的，每组数字信号包含一对数字信号，通过数模DA处理得到对应的一个模拟中频信号，将每个模拟中频信号进行上变频及功率放大处理，得到5个发射信号，这5个发射信号与5个贴片阵子天线存在唯一映射关系，这5个发射信号通过其对应的贴片阵子天线进行发射。

由上可知，本发明通过贴片阵子天线提高天线带宽，提高了流星余迹通信系统的便捷性和应用范围，通过数字波束形成算法对一个共形天线阵列的多个贴片阵子天线的收发信号进行波束形成处理，提高了系统的增益。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

图2为本发明实施例提供的一种共形阵列天线的结构示意图，结合图2，所述共形阵列天线包括数据处理模块21和至少一个共形天线阵列22，所述至少一个共形天线阵列22按照预设安装规则附着于载体的表面且与所述载体的表面贴合，每个共形天线阵列包括多个贴片阵子天线；

图2仅示例性的描述了一个共形天线阵列22与数据处理模块21的连接关系，当有多个共形天线阵列时，其他共形天线阵列与数据处理模块的连接关系也如图2所示。

当所述共形阵列天线用于信号接收时，针对任一共形天线阵列，所述共形天线阵列的多个贴片阵子天线分别接收电磁波信号，所述数据处理模块21对所述电磁波信号进行接收信号预处理，得到多组数字信号，对所述多组数字信号进行数字波束形成处理和解调处理，得到接收信号；

当所述共形阵列天线用于信号发射时，针对任一共形天线阵列，所述数据处理模块22进行信号调制和功分处理，得到多组数字信号，对所述多组数字信号进行数字波束形成处理之后，进行发射信号预处理，得到每个贴片阵子天线对应的发射信号，通过所述共形天线阵列的多个贴片阵子天线进行信号的发射。

可选的，所述数据处理模块21包括：多通道中频数字TR组件211、中频采集处理单元212、数字波束形成处理单元213、调制解调单元214和本振功分单元215；

所述多通道中频数字TR组件211和所述中频采集处理单元212用于接收信号预处理或发射信号预处理；

所述数字波束形成处理单元213用于对所述多组数字信号进行数字波束形成处理；

所述调制解调单元214用于进行解调处理或信号调制处理；

所述本振功分单元215用于进行本振信号的功分处理。

可选的，当所述共形阵列天线用于信号接收时，所述多通道中频数字TR组件211的接收通道对电磁波信号进行低噪声放大及下变频处理，输出模拟中频信号至所述中频采集处理单元212，所述中频采集处理单元212对所述模拟中频信号进行模数AD采样处理，得到多组数字信号；

当所述共形阵列天线用于信号发射时，所述中频采集处理单元212通过数模DA处理得到模拟中频信号，多通道中频数字TR组件211对所述模拟中频信号进行上变频及功率放大处理，得到所述发射信号。

可选的，如图2所示，多通道中频数字TR组件211包含多个通道，每个贴片阵子天线通过一个通道与多通道中频数字TR组件相连。

可选的，所述共形阵列天线包括第一共形天线阵列、第二共形天线阵列、第三共形天线阵列和第四共形天线阵列，其中，所述第一共形天线阵列和所述第二共形天线阵列以所述载体的预设中心线为中心呈对称分布，所述第三共形天线阵列和所述第四共形天线阵列以所述载体的预设中心线为中心呈对称分布，通过所述第一共形天线阵列、第二共形天线阵列、第三共形天线阵列和第四共形天线阵列中的至少一个共形天线阵列，接收任意方向发射至所述载体的信号，或从所述载体向任意方向发射信号。

共形阵列天线通过上述安装方式，与载体共形，且实现对载体的全覆盖。以保证任意方向发射至载体的信号都能被至少一个共形天线阵列接收，以及载体可以通过至少一个共形天线阵列向任意方向发射信号。

可选的，结合图3，本发明实施例提供的载体可以为飞机，此时载体的预设中心线为所述飞机的纵轴。

可选的，结合图3，第一共形天线阵列、第二共形天线阵列、第三共形天线阵列和第四共形天线阵列中的贴片阵子天线安装在飞机的机翼上且与飞机的机翼共形。

如图3所示，其标号可依次表示为：

1：第一共形天线阵列；

2：第二共形天线阵列；

3：第三共形天线阵列；

4：第四共形天线阵列；

5：贴片阵子天线。

需要说明的是，飞机作为载体只是本发明实施例提供的一种实现方式，其他载体，如汽车、轮船、火箭等，都可以是本发明实施例中共形阵列天线的载体，本发明实施例对此不作限定。

本发明实施例提供了一种共形阵列天线，通过贴片阵子天线提高天线带宽，提高了流星余迹通信系统的便捷性和应用范围，通过数字波束形成算法对一个共形天线阵列的多个贴片阵子天线的收发信号进行波束形成处理，提高了系统的增益。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现：当所述共形阵列天线用于信号接收时，针对任一共形天线阵列，获取所述共形天线阵列的多个贴片阵子天线分别接收的电磁波信号，对所述电磁波信号进行接收信号预处理，得到多组数字信号，对所述多组数字信号进行数字波束形成处理和解调处理，得到接收信号；

当所述共形阵列天线用于信号发射时，针对任一共形天线阵列，进行信号调制和功分处理，得到多组数字信号，对所述多组数字信号进行数字波束形成处理之后，进行发射信号预处理，得到每个贴片阵子天线对应的发射信号，通过所述共形天线阵列的多个贴片阵子天线进行信号的发射。

可选的，接收信号预处理包括：对所述电磁波信号进行低噪声放大及下变频处理，得到模拟中频信号，将所述模拟中频信号进行模数AD采样处理，得到多组数字信号；

所述发射信号预处理包括：

通过数模DA处理得到模拟中频信号，将所述模拟中频信号进行上变频及功率放大处理，得到所述发射信号。

当所述共形阵列天线用于信号接收时，通过预设公式对所述多组数字信号进行数字波束形成处理，所述预设公式为：

其中，F(θ)为针对预设波束指向对所述多组数字信号进行数字波束形成处理的波束形成结果，D_i为第i个数字信号，w_i为D_i的加权系数，M为进行数字波束形成处理的数字信号的个数；

当所述共形阵列天线用于信号接收时，数字波束形成处理后得到F(θ)；

当所述共形阵列天线用于信号发射时，数字波束形成处理后得到w_iD_i，对w_iD_i进行发射信号预处理得到第i个贴片阵子天线对应的发射信号。

以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。