扫描天线装置及通信系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种扫描天线装置及通信系统。

背景技术

当前无线回传相机多采用点对点无线通信方式进行视频数据回传，相机作为远端设备，常采用固定波束或扫描波束的天线装置对相邻回传节点的接收设备进行探测。由于远端设备的相机具备室外一次性部署和远距离通信的特点，一般会要求远端设备拥有宽覆盖和高增益的能力。

接收设备在室外部署的过程中，安装人员无法确定天线覆盖指向是否与远端设备对准，并且，在完成部署后也很难再通过人工去调整远端设备或接收设备的位置。因此，这对远端设备的俯仰覆盖要求很高，而现有的远端设备还无法满足该要求，导致点对点通信的质量无法保证。

发明内容

本申请提供了一种扫描天线装置及通信系统，用于提升天线的俯仰覆盖，以提高点对点通信的质量。

第一方面，本申请提供一种扫描天线装置，包括壳体、天线组件以及驱动模块，天线组件和驱动模块均设置于壳体内。天线组件用于辐射信号波束和接收信号波束，天线组件包括背向设置的第一辐射单元和第二辐射单元，天线组件发射的信号波束包括第一辐射单元发射的第一电磁波和第二辐射单元发射的第二电磁波，天线组件接收的信号波束包括第一辐射单元接收的第一电磁波和第二辐射单元接收的第二电磁波。第一辐射单元与第一方向之间的夹角为M°，第二辐射单元与第一方向之间的夹角为N°，其中，-90＜M＜90，-90＜N＜90，第一方向可理解为水平方向。当天线组件的增益或者方向性系数一定时，天线组件发射的信号波束沿第一方向的波束宽度大于信号波束沿第二方向的波束宽度，第二方向为垂直方向。驱动模块可拥有驱动天线组件绕第一轴线转动，第一轴线为平行于第二方向的轴线。

本申请提供的扫描天线装置，设置了天线组件和驱动模块，天线组件发射的信号波束具有垂直宽波束和水平窄波束的特点。天线组件包括背向设置的第一辐射模块和第二辐射模块，第一辐射模块与第一方向之间具有M°的夹角，第二辐射模块与第一方向之间具有N°的夹角。由于第一辐射模块与第一方向之间具有M°的夹角，可使得第一辐射模块发射的第一电磁波的主要辐射方向与第一方向之间具有M°的夹角，这样可改变第一电磁波的俯仰覆盖范围。第二辐射模块与第一方向之间具有N°的夹角，第二辐射模块发射的第二电磁波的主要辐射方向与第一方向之间具有N°的夹角，这样可改变第二电磁波的俯仰覆盖范围。天线组件的信号波束的俯仰覆盖角度为第一电磁波和第二电磁波的重合角度，因此可通过调整M和N的数值来改变信号波束的俯仰角，从而有利于提高信号波束的俯仰角。当驱动模块驱动天线组件转动时，可使得信号波束的俯仰覆盖区域增大，从而提高点对点通信的质量。

在一些可能的实施方案中，第一辐射单元包括第一支架和第一定向天线阵列，第一定向天线阵列设置于第一支架背离第二辐射单元的一侧，第一支架与第一方向之间的夹角为M°。第一支架可对第一定向天线阵列起到支撑的作用，并使得第一定向天线阵列与水平方向之间具有一定的夹角，从而更好地提升俯仰覆盖。

在一些可能的实施方案中，第一定向天线阵列可包括多个第一定向天线，多个第一定向天线沿第一方向间隔设置。通过使得多个第一定向天线沿第一方向间隔排列，不仅可实现垂直宽波束、水平窄波束的效果，还可避免受到相邻的第一定向天线的电磁波的干扰。

在一些可能的实施方案中，第二辐射单元包括第二支架和第二定向天线阵列，第二定向天线阵列设置于第二支架背离第一辐射单元的一侧，第二支架与第一方向之间的夹角为N°。第二支架可对第二定向天线阵列起到支撑的作用，并使得第二定向天线阵列与水平方向之间具有一定的夹角，从而更好地提升俯仰覆盖。

在一些可能的实施方案中，第二定向天线阵列可包括多个第二定向天线，多个第二定向天线沿第一方向间隔设置。通过使得多个第二定向天线沿第一方向间隔排列，不仅可实现垂直宽波束、水平窄波束的效果，还可避免受到相邻的第二定向天线的电磁波的干扰。

在一些可能的实施方案中，第一支架与第二支架平行设置。当第一支架和第二支架平行时，第一支架和第二支架的其中一个向上仰，另一个向下倾斜，以使得第一支架和第二支架发射的电磁波一个为仰角天线，一个为俯角天线，这样可进一步提升天线组件的俯仰角。

在一些可能的实施方案中，第一辐射单元和第二辐射单元之间通过连接杆固定连接，这样可使得天线组件的结构稳定，从而保证通信质量。

在一些可能的实施方案中，驱动模块包括旋转电机，并且，旋转电机位于第一辐射单元和第二辐射单元之间。通过将旋转电机设置于第一辐射单元和第二辐射单元之间，可便于减小扫描天线装置的体积。

在一些可能的实施方案中，第一辐射单元设有第一安装座，第一辐射单元通过第一安装座固定于旋转电机。和/或，第二辐射单元设有第二安装座，第二辐射单元通过第二安装座固定于旋转电机。旋转电机可绕第一轴线转动，从而带动第一辐射单元和第二辐射单元转动。通过驱动旋转电机转动，带动第一辐射单元和第二辐射单元转动，可使得第一辐射单元和第二辐射单元同步转动。

在一些可能的实施方案中，扫描天线装置还包括主控电路板，旋转电机设置于主控电路板上，并且用于驱动旋转电机绕第一轴线转动。主控电路板可控制旋转电机的开启或关闭，从而更好地控制扫描天线装置的工作。

第二方面，本申请提供一种通信系统，包括控制模块以及如第一方面中任一可能的实施方案中的扫描天线装置。控制模块与驱动模块连接，从而可控制天线组件的转动角度，以便于天线组件与通信设备对准，提升点对点通信的质量。

在一些可能的实施方案中，第一辐射单元设有至少一个第一通信端口，第一通信端口与控制模块连接。控制模块可通过第一通信端口将第一天线信号传输给第一辐射单元，第一辐射单元可将第一天线信号对应的第一电磁波对外进行辐射。控制模块通过传输不同的第一天线信号，从而可发射不同频率的信号，满足不同的使用。

在一些可能的实施方案中，第二辐射单元设有至少二个第一通信端口，第二通信端口与控制模块连接。控制模块可通过第二通信端口将第二天线信号传输给第二辐射单元，第二辐射单元可将第二天线信号对应的第二电磁波对外进行辐射。控制模块通过传输不同的第二天线信号，从而可发射不同频率的信号，满足不同的使用。

附图说明

图1为本申请实施例中通信系统的一种结构示意图；

图2为本申请实施例中扫描天线装置的一种整体结构示意图；

图3为本申请实施例中扫描天线装置的主体结构示意图；

图4为本申请实施例中第二辐射单元的正面结构示意图；

图5为图3中第一辐射单元的侧面结构示意图；

图6为图3中扫描天线装置的侧面结构示意图；

图7为本申请实施例中旋转电机的一种结构示意图；

图8为本申请实施例中扫描天线装置发射的信号波束覆盖范围的示意图；

图9a为本申请实施例中扫描天线装置工作时的数据图；

图9b为图9a中扫描天线装置实际增益与频率的关系示意图；

图10a和图10b为本申请实施例中扫描天线装置工作时的不同角度的极坐标图；

图11a和图11b为本申请实施例中扫描天线装置不同方向的3D示意图；

图12为本申请实施例中扫描天线装置的一种应用场景；

图13为本申请实施例中扫描天线装置的又一种应用场景。

附图标记：

10-控制模块；20-射频电路；30-通信设备；40-无线回传相机；100-扫描天线装置；110-壳体；120-天线组件；121-第一辐射单元；1211-第一支架；1212-第一定向天线阵列；12121-第一定向天线；1213-第一通信端口；122-第二辐射单元；1221-第二支架；1222-第二定向天线阵列；12221-第二定向天线；1223-第二通信端口；123-连接杆；124-第一安装座；1241-第一安装部；1242-第二安装部；125-螺栓；130-驱动模块；131-旋转电机；1311-外壳；1312-转轴；140-主控电路板。

具体实施方式

以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

当前无线回传相机多采用点对点无线通信方式进行视频数据回传，相机作为远端设备，常采用固定波束或扫描波束的天线装置对相邻回传节点的接收设备进行探测。由于远端设备的相机具备室外一次性部署和远距离通信的特点，一般会要求远端设备拥有宽覆盖和高增益的能力。而接收设备在室外部署的过程中，安装人员无法确定天线覆盖指向是否与远端设备对准，并且，在完成部署后也很难再通过人工去调整远端设备或接收设备的位置。

为了能够提高天线的性能，目前，在一种实施方案中，作业人员通过在相机天线抱杆安装支架上增加俯仰调节螺丝来控制俯仰角度，但是在该实施方案中，由于一次部署后天线波束固定不可再调，并且在安装时也不能准确获取对准接收设备的方向，导致后续调整方向时，步骤繁琐，人工成本增加。在另一种实施方案中，通过设置水平方位电机和定向天线来提升整机的覆盖范围，但是在该实施方案中，由于定向天线的水平和俯仰半功率波束宽度(half-power beamwidth，HPBW)受高增益限制，导致俯仰方向的覆盖依旧受到限制。在另一种实施方案中，通过设置水平和俯仰双电机来控制定向天线的波束指向，以此来达到覆盖空间球体的目的，但是在该实施方案中，由于双电机体积大，不仅会挤占天线的空间，还会提高成本，降低稳定性。

综上，如何实现天线在提高俯仰覆盖能力的同时还能减小天线的体积，是本领域技术人员亟待解决的问题。

基于此，本申请实施例提供一种扫描天线装置及通信系统，不仅可提升俯仰覆盖，还可减小扫描天线装置的体积。以下结合具体的实施例对上述扫描天线装置及通信系统进行详细说明。

参考图1，图1为本申请实施例中通信系统的一种结构示意图。通信系统可包括控制模块10、射频电路20和扫描天线装置100，扫描天线装置100与射频电路20连接，并且，扫描天线装置100可接收来自射频电路20的射频信号后向其它通信设备30发射，从而实现通信系统的信号发送功能。当其它通信设备30向扫描天线装置100发射信号波束时，扫描天线装置100可将信号波束传播至射频电路20，从而实现通信系统的信号接收功能。

另外，控制模块10与射频电路20连接，并且可对射频电路20发送不同的射频信号，从而使得扫描天线装置100可对外发射不同频率的信号波束。或者，扫描天线装置100还可接收不同频率的信号波束，再传输给射频电路20，以满足不同场景的使用。

一并参考图1和图2，图2为本申请实施例中扫描天线装置的一种整体结构示意图。如图2所示，本实施例中的扫描天线装置100可包括壳体110、天线组件120、驱动模块130以及主控电路板140。其中，壳体110为空腔结构，其内部具有容置空间，天线组件120、驱动模块130以及主控电路板140均位于壳体内，以使得壳体110可支撑并保护上述天线组件120、驱动模块130以及主控电路板140。

另外，壳体110的内部还可设置其它的元件，例如，壳体110内还可设置散热组件，散热组件开启工作时，可对壳体的元件进行散热，防止各元件过热而损坏。或者，壳体110内还可设置支撑组件，支撑组件可用于支撑上述天线组件120、驱动模块130以及主控电路板140，以使得上述各元件能够更加稳定，以减少各元件受到的外部冲击，从而避免各元件产生位移而影响扫描天线装置100的性能，进而可保障通信系统的正常使用。此外，壳体110还可减少外部的灰尘、水汽等异物与壳体内部的各元件直接接触，进一步减少各元件损坏的风险。

在本实施例中，壳体110上还可设置开孔(图中未示出)，天线组件120发射的信号波束可通过开孔对外发射，以避免壳体110对天线组件120发射信号波束产生影响。或者，其它通信设备30发射的信号波束也可通过开孔进入壳体110内部，从而被天线组件120被接收。

参考图3，图3为本申请实施例中扫描天线装置的主体结构示意图。如前所述，扫描天线装置可用于发射信号波束以及信号波束，具体的，扫描天线装置通过天线组件120来实现信号波束的发射和接收。天线组件120可包括第一辐射单元121和第二辐射单元122，第一辐射单元121和第二辐射单元122背向设置，并且，第一辐射单元121和第二辐射单元122均可进行信号波束的发射和接收。也即，第一辐射单元121背离第二辐射单元122的一侧用于发射和接收信号波束，第二辐射单元122背离第一辐射单元121的一侧用于发射和接收信号波束。为便于理解，若无特殊说明，在本申请各实施例中，第一辐射单元121发射或接收的信号波束为第一电磁波，第二辐射单元122发射或接收的信号波束为第二电磁波。

另外，为便于描述，当扫描天线装置安装固定后，本申请实施例中定义水平方向为第一方向，垂直方向为第二方向。

继续参考图3，第一辐射单元121包括第一支架1211和第一定向天线阵列1212，第一支架1211与第一方向之间具有一定的夹角，具体的，第一支架1211与第一方向之间的夹角为M°，其中，-90＜M＜90。第一定向天线阵列1212设置于第一支架1211上，并位于第一支架1211背离第二辐射单元122的一侧，第一定向天线阵列1212用于发射或接收第一电磁波。

第一定向天线阵列1212包括多个第一定向天线12121，每一个第一定向天线12121均可发射第一电磁波或接收第一电磁波。多个第一定向天线12121沿第一方向排列，并且，多个第一定向天线12121间隔设置，以保证相邻的第一定向天线12121不会影响第一电磁波的传输。以图3为例，第一定向天线12121为三个，三个第一定向天线12121均匀分布与第一支架1211上，其中一个第一定向天线12121可位于第一支架1211的中心部位，另外两个第一定向天线12121分别位于第一支架1211的两侧。

在本实施例中，在第一方向上设置了三个第一定向天线12121，在第二方向上可视为一个第一定向天线12121。当第一定向天线阵列1212的增益或者方向系数一定时，所有第一定向天线12121发射的第一电磁波沿第一方向的波束宽度大于第一电磁波沿第二方向的波束宽度，也即，第一电磁波为水平方位窄波束，垂直俯仰为宽波束的信号波束。

应当理解的，本实施例中的第一定向天线12121的数量不限，例如，第一定向天线12121的数量还可以是两个，四个，五个，六个，等等。当设置了更多的第一定向天线12121数量时，若第一支架1211的尺寸一定，也可使得多个第一定向天线12121为两行，三行，等等，这里的两行第一定向天线12121可理解为沿第二方向排列。在这种情况下，通过使得每一行第一定向天线12121的数量大于第一定向天线12121的行数，也可实现第一电磁波为水平方位窄波束，垂直俯仰为宽波束的信号波束。并且，本实施例中的第一定向天线12121的类型也不限，例如，第一定向天线12121可以是贴片天线。

此外，本实施例中，继续参考图3，第一支架1211上还可设置至少一个第一通信端口1213，该第一通信端口1213可与如图1中所示的控制模块10信号连接，控制模块10可产生第一天线信号，并将第一天线信号传输至第一通信端口1213。第一通信端口1213还与第一定向天线12121连接，第一定向天线12121可根据第一天线信号发射对应频率的第一电磁波。

当第一通信端口1213为多个时，多个第一通信端口1213可设置于第一支架1211的不同部位。例如，当设置两个第一通信端口1213时，其中一个第一通信端口1213位于第一支架1211的顶部，另一个第一通信端口1213位于第一支架1211的底部。

一并参考图3和参考图4，图4为本申请实施例中第二辐射单元的正面结构示意图。第二辐射单元122包括第二支架1221和第二定向天线阵列1222，第二支架1221与第一方向之间具有一定的夹角，该夹角为N°，其中，-90＜N＜90。第二定向天线阵列1222设置于第二支架1221上，并位于第二支架1221背离第一支架1211的一侧，第二定向天线阵列1222用于发射或接收第二电磁波。

第二定向天线阵列1222包括多个第二定向天线12221，每一个第二定向天线12221均可发射第二电磁波或接收第二电磁波。多个第二定向天线12221沿第一方向排列，并且，多个第二定向天线12221间隔设置，以保证相邻的第二定向天线12221不会影响第二电磁波的传输。如图4所示，当第二定向天线12221为三个时，三个第二定向天线12221均匀分布与第二支架1221上，其中一个第二定向天线12221可位于第二支架1221的中心部位，另外两个第二定向天线12221分别位于第二支架1221的两侧。

在本实施例中，在第一方向上设置了三个第二定向天线12221，在第二方向上可视为一个第二定向天线12221。当第而定向天线阵列1222的增益或者方向系数一定时，第二定向天线阵列1222发射的第二电磁波沿第一方向的波束宽度大于第二电磁波沿第二方向的波束宽度，也即，第二电磁波为水平方位窄波束，垂直俯仰为宽波束的信号波束。

类似的，本实施例中的第二定向天线12221的数量不限，例如，第二定向天线12221的数量还可以是两个，四个，五个，六个，等等。当设置了更多的第二定向天线12221数量时，若第二支架1221的尺寸一定，也可使得多个第二定向天线12221为两行，三行，等等，这里的两行第二定向天线12221可理解为沿第二方向排列。在这种情况下，通过使得每一行第二定向天线12221的数量大于第二定向天线12221的行数，也可实现第二电磁波为水平方位窄波束，垂直俯仰为宽波束的信号波束。并且，本实施例中的第二定向天线12221的类型也不限，例如，第二定向天线12221可以是贴片天线。

此外，本实施例中，第二支架1221上还可设置至少一个第二通信端口1223，该第二通信端口1223可与如图1中所示的控制模块信号10连接，控制模块10可产生第二天线信号，并将第二天线信号传输至第二通信端口1223。第二通信端口1223还与第二定向天线阵列1222连接，第二定向天线阵列1222可根据第二天线信号发射对应频率的二电磁波。当第二通信端口1223为多个时，多个第二通信端口1223可设置于第二支架1221的不同部位。

在将第一定向天线12121设置于第一支架1211或将第二定向天线12221设置于第二支架1221时，可使得第一定向天线12121与第一支架1211间隔设置，或者，使得第二定向天线12221与第二支架1221间隔设置。以第一定向天线12121为例，参考图5，图5为图3中第一辐射单元的侧面结构示意图。第一定向天线12121通过螺栓125连接于第一支架1211，螺栓125的一端位于第一支架1211背离第一定向天线12121的一侧，另一端位于第一定向天线12121背离第一支架1211的一侧，并且第一支架1211与第一定向天线12121之间具有一定的间隙。

参考图6，图6为图3中扫描天线装置的侧面结构示意图。第一支架1211和第二支架1221可通过连接杆123进行固定连接，以使得第一支架1211和第二支架1221之间相对固定，从而保证结构的稳定性。连接杆123可为多个，例如，连接杆123为四个，其中两个连接杆123用于连接第一支架1211的顶部和第二支架1221的顶部，另外两个连接杆123用于连接第一支架1211的底部和第二支架1221的底部。

具体的，当连接杆123连接第一支架1211或第二支架1221时，可通过螺栓或者焊接的方式进行连接。或者，第一支架1211、第二支架1221以及连接杆123之间为一体式结构，这样可使得结构更加稳固。

在一些实施例中，继续参考图6，第一支架1211和第二支架1221可平行设置，例如，第一支架1211设置第一天线阵列1212的一侧上扬，第二支架1221设置第二天线阵列1222的一侧下倾。这时，第一定向天线阵列1212发射的第一电磁波可视为仰角天线，第二天线阵列1222发射的第二电磁波可视为俯角天线。由于第一支架1211与水平方向之间的夹角为M°，也即第一定向天线阵列1212与水平方向之间的夹角为M°，可使得第一电磁波的主要辐射方向与水平方向之间的夹角为M°，这样可调整第一电磁波的俯仰覆盖范围。示例性地，当M为0时，第一电磁波的俯仰覆盖范围为-40°～40°，将M调整为30后，第一电磁波的俯仰覆盖范围则变为-10°～70°。由于第二定向天线阵列1222与水平方向之间的夹角为N°，可使得第二电磁波的主要辐射方向与水平方向之间的夹角为N°，这样可调整第二电磁波的俯仰覆盖范围。示例性地，当N为0时，第二电磁波的俯仰覆盖为-40°～40°，将N调整为-30后，第二电磁波的俯仰覆盖则变为-70°～-10°。结合第一电磁波的俯仰覆盖为-10°～70°，本申请实施例中的天线组件120的俯仰覆盖由原来的-40°～40°调整为-70°～70°，由此可以看出，天线组件120的俯仰覆盖范围提升。

应当理解的，在本实施例中，由于第一定向天线阵列1212和第二定向天线阵列1222发射的电磁波在垂直方向上朝向不同的方向，天线组件120的覆盖角度为M+N的重合角度，这样可进一步提高天线组件120的俯仰覆盖。

继续参考图6，驱动模块可包括旋转电机131，旋转电机131设置于主控电路板140上，并且旋转电机131可相对主控电路140板绕第一轴线转动，该第一轴线为平行于第二方向的轴线。旋转电机131位于第一支架1211和第二支架1221之间，这时，天线组件120可固定于旋转电机131上，当旋转电机131转动时，可带动天线组件120转动。具体的，第一支架1211朝向第二支架1221的一侧设置有第一安装座124，第一安装座124固定连接于旋转电机131的一端，由于第一支架1211和第二支架1221之间相对固定，第一安装座124可使得天线组件120固定于旋转电机上。

可以理解的，将旋转电机131和天线组件120均设置于主控电路板140上，并且旋转电机131位于第一支架1211和第二支架1221之间，可便于减小扫描天线装置的体积。并且，相较于现有的双电机的方案，本实施例中仅设置一个旋转电机131，用于驱动天线组件120转动，可进一步减小扫描天线装置的体积。

继续参考图6，第一支架1211还可相对第一安装座124转动，以便于调节第一支架1211相对于第一方向的角度M。示例性地，第一安装座124可包括第一安装部1241和第二安装部1242，第一安装部1241固定于旋转电机131上，第二安装部1242的一端连接于第一安装部1241，并且第二安装部1242可相对第一安装部1241转动。第二安装部1242的第二端用于固定连接第一支架1211，当第二安装部1242转动时，可带动第一支架1211以及第二支架1221转动。此外，当将第一支架1211与第二支架1221通过连接杆123进行连接时，也可通过改变连接杆123与第一支架1211的连接角度来调整第二支架1221的角度N。可以理解的，当调节第一支架1211和第二支架1221的倾斜角度时，可根据天线的最大辐射方向调节进行调节，这样可便于提升覆盖区域的平均增益。

在其它一些实施例中，也可设置固定连接于第二支架1221的第二安装座(图中未示出)，通过第二安装座固定于旋转电机131，从而便于旋转电机131带动天线组件120转动。第二安装座的具体结构可参照第一安装座124的结构，这里不再叙述。可以理解的，第一安装座124和第二安装座可根据实际情况进行设置。

一并参考图6和图7，图7为本申请实施例中旋转电机的一种结构示意图。主控电路板140可水平放置，这样可便于使得旋转电机131沿水平方位旋转。具体的，驱动模块还包括动力组件(图中未示出)，旋转电机131可包括外壳1311和转轴1312，转轴1312的一端固定于外壳1311的内部，另一端与动力组件传动连接。转轴1312的轴向与第一轴向一致，动力组件用于提供转轴1312绕自身轴线转动的驱动力，当转轴1312转动时，可带动外壳1311转动，进而带动天线组件120转动。在本实施例中，动力组件的类型不限，例如，动力组件为电池。

主控电路板140可用于控制旋转电机131转动的角度以及速度等，以使得旋转电机131转动至与目标通信设备对齐。另外，天线组件120也与主控电路板140连接，当图1中所示的控制模块10产生第一天线信号后，先将第一天线信号发送给主控电路板140，主控电路板140根据第一天线信号控制第一定向天线阵列1212发射的第一电磁波的频率。同样地，当控制模块10产生第二天线信号后，先将第二天线信号发送给主控电路板140，主控电路板140根据第二天线信号控制第二定向天线阵列1222发射的第二电磁波的频率。

参考图8，图8为本申请实施例中扫描天线装置发射的信号波束覆盖范围的示意图。当天线组件在某个点发射信号波束时，天线的覆盖范围如左边的图所示。当天线组件转动时，参考右边的图，可使得发射的第一电磁波和第二电磁波方向也发生变化，这样可覆盖更多的范围。例如，当将M和N分别设置为45和-45时，第一电磁波的俯仰角为90°，第二电磁波的俯仰角为90°时，在天线组件绕了一圈后，可实现天线在空间球体的范围内的信号覆盖。

参考图9a和图9b，图9a为本申请实施例中扫描天线装置工作时的数据图，图9b为图9a中扫描天线装置实际增益与频率的关系示意图。由图9a和图9b可以看出，本申请实施例中的扫描天线装置可正常发射天线，并且，在一定范围内，天线的频率越高，其实际增益越高。并且，当天线的带宽在5.15-5.85GHz时，其实际增益大于12dBi。由于无线视频回传相机一般采用Wi-Fi 5GHz频段进行点对点通信无线回传，在无线视频回传相机的工作带宽内，增益较高，从而可提升通信质量。

一并参考图10a和图10b、图11a和图11b，图10a和图10b为本申请实施例中扫描天线装置工作时的不同角度的极坐标图，图11a和图11b为本申请实施例中扫描天线装置不同方向的3D示意图。由上述各图可以看出，本申请实施例中的扫描天线装置发射的信号波束具有垂直宽波束、水平窄波束的特征。

参考图12，图12为本申请实施例中扫描天线装置的一种应用场景。本实施例中，扫描天线装置100处于低处，并向远处高处的无线回传相机40发送信号波束。这时，扫描天线装置100可视为远端设备，无线回传相机40可视为接收设备，由于申请实施例中的扫描天线装置100可发射俯仰双天线，实现了更宽的覆盖，因此可满足无线回传相机40在不同高度的使用，从而提高了通信质量，并提升天线覆盖的利用率。

在实际应用时，扫描天线装置还可应用于车辆上，现有的车载通信天线往往是水平全向天线，当汽车遭遇上下陡坡时，车载通信天线会跟随车身一起倾斜，而导致通信质量下降甚至断联。基于此，参考图13，图13为本申请实施例中扫描天线装置的又一种应用场景。本申请实施例中的扫描天线装置100在应用于车载通信系统时，由于其俯仰覆盖很宽，即使汽车发生倾斜时，也可正常获取信号，从而保证了点对点通信质量，进而保证行驶安全。

在其它一些实施例中，本申请实施例中的扫描天线装置除了可应用于上述无线回传相机和车载通信系统的使用场景外，还可用于无人机地面或者机载通信图像回传系统，无线通信接入点等使用场景。

应当理解的，本申请实施例中的扫描天线装置是通过设置两个辐射单元进行辐射信号波束，在实际应用时，也可使用两个单独的天线，本实施例对比并不限定。另外，本申请实施例中将第一方向定义为水平方向，第二方向定义为垂直方向仅作为举例说明，在实际应用时，第一方向和第二方向可以是任意正交的两个方向。

本申请中的扫描天线系统，通过俯仰双天线组合，简单易行地实现了更宽的覆盖，理论上可以覆盖整个球形任一方向。在天线单元个数、类型不变的情况下，当天线增益一定时，水平波束宽度尽可能窄，相应地，垂直波束宽度尽可能宽，当垂直波束宽度一定时，水平波束宽带尽可能窄，就可以提高天线的增益。此外，可通过调节第一支架和第二支架的倾斜角度，从而提高覆盖区域的平均增益。由于提升了俯仰覆盖范围，还可提升无线回传相机或者无人机等的点对点通信质量。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。