加热来
浅谈智能天线技术及应用
黄磊
(重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065)
学术论坛
摘要：智能天线被公认为是未来移动通信的一种发展趋势。本文速了智能天线的基本机舍、原理、组成，及其实现的关键技术，并在结尾指出在无线通信的中的广阔应用和应用优势实现方法。
关键调：智能天线无线通信数字波求形成自适应
中图分类号：TN929.533
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2011)12-0213-02
天线是无线通信设备的必备元件之一，无线信号通过通信天线实现电磁波的发射与接收。随着通信技术的发展，用户对通信元件部件的要求也越来越高。智能天线正是适应现代通信发展而产生的，它能增加系统容量，提高频谱利用率使有限的频带容纳更多的用户从而使通信性能指标大幅提高，智能天线现已应用于卫星通信及军事通信等系统。
1、智能天线的概念及原理
智能天线是从自适应天线发展而来的，因此，智能天线有着与自适应天线相类似的结构(如图1)，它们的工作原理基本相同，但是两者又有明显区别：自适应天线主要应用于干扰信号强度大而数量少的场合如抵消雷达系统的干扰，智能天线主要基于抵消幅度较小数量庞大的多径干扰，比如城市地表传播，在信号处理中它们的差异产生了各自的特色。从工作原理及其结构来说，智能天线是由一个天线阵列和一组波束形成网络(亦称聚束网络)联合构成的系统。
在移动通信系统中，天线阵列通常采用直线阵列与平面阵列两种形式。确定天线阵列的形式后，天线单元的选择非常关键。天线单元不仅要达到本身的性能指标，还必须具有单元之闻互耦小、一致性高及加工方便的特点。
Xs(t)天线降列
X(t) 高频处理中额处理 A/D变换
波束形成
+ S(t)
x2(t)
高频处理中频处理 A/D变换
网络处理系统
4 Sz(t)
高频处理中频处理 A/D变换
网网络控制系统
S(t)
图1智能天线结构图
以智能天线发射过程为例：不妨设得发射M维S.(t),S,(t).... S,(t)集合为S(t)=[S1(t),S,(t)S,(t)T,智能天线阵列的方向性函数为f(e),f（e)的取值根据阵列选择而确定。再在N×M矩阵网络中
万方数据
实现复数加权系数W加权，得到一个N维的阵列输出信号：
X(t)=W×S(t)
其中,x(t)=[X,(t),X,(t)---X,(t)T
则可得到X(t)在天线远区产生的场强：
(1)
(2)
E( ,t)=X(t)-f( )
智能天线用于接收信侧的工作原理与发送信侧的工作原理致，结构相似。
当需将信号S,(t)发向接收方，只需修改W(即加权网络加权系数)为W即可实现该信号的辐射方向性图，即：
E(,n)=ZZwS,()-r(0)
S,(n)M(EWxur*fr(0) 智能天线关键技术
2
(3)
信号处理是智能天线结构的关键技术，主要完成射频、中频阵列处理和数字波束形成两样功能。其中进行射频、中频阵列处理的目的是获得空间信号的参数，这参数主要包括信号数、信号来向、信号调制方式及频率等，信号来向对于实现空分多址和自适应抑制干扰有着重要作用。下面分别说明射、中频，数字波束形成。
2.1射频部分
射频部分包括有陈列天线与高处理。由第2节我们知道天线单元的选择是很重要，除了必须满足系统提出的频带、驻波比、增益、极化等性能指标外，在实际中还要傲到单元间的互耦小，高度致与加工方便等，目前广泛应用的是微带天线。高频处理主要是指对接收或发射信号进行放大来满足A/D变换或发射功率的要求，高频放大信号、变频和A/D转换等功能以形成数字信号这部分功能由接收通道及数据采集部分完成。目前，受制于A/D器件抽样速率，不能直接对高射额信号和微波信号进行采样，必须降低采样速率，对信号进行下变频处理，考意到智能天线对误差非常敏感，还要保证射额部分各个支路幅度和相位一致。
2.2中频部分
目前，受数字器件水平的限制，还未能对天线单元的微波信号直接采样，中频阵列处理较为常用的办法是先利用下变领器将微波高频信号转换成中额，然后使该支路的模拟信号经由滤波和放大进行中颠处理，最后再对它进行采样，典型的实现方法有以下两种，如图2及图3所示。
器
数/模数/提
音额放大量音额放大器
通法液器通注波器低通滤波器
图2双下变频单路接收机
要款大混期器 L02
餐器
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