散射環(huán)境下MIMO信道容量研究與介質參數測量.pdf

1、作為新一代無線通信系統中最為關鍵的技術之一，MIMO無線傳輸技術能夠在不增加帶寬與功率的情況下成倍地提高無線通信系統的容量和頻譜效率，有著巨大的潛力和發(fā)展前景，是充分利用空間資源以提高頻譜利用率的必然途徑。
　　MIMO系統大容量的實現和系統性能的提高都極大程度上依賴于MIMO信道特性，因此，建立精確的傳輸信道模型對MIMO系統的研究至關重要。當前常用的MIMO信道模型主要包括統計性模型、確定性模型和介于兩者之間的參考模型三類。其

2、中，統計性模型并不包含天線增益等物理參數的信息，并且較大程度上依賴于測量設備，無法將信道與測量設備對信號傳輸產生的影響分離開來。
　　本文以電磁理論為基礎，結合微擾法的基本思想，推導出一般散射環(huán)境下信道矩陣參數的解析解。以偶極子天線為例，分別計算其在自由空間和散射環(huán)境下的信道矩陣，并與軟件模擬仿真得到的數值結果相對比，驗證了該理論的正確性。通過對比自由空間與散射環(huán)境下SISO和MIMO系統的信道容量，研究系統容量與天線性能及傳輸環(huán)

3、境間的關系，為更好的設計天線系統、提高通信系統的整體性能提供了理論依據。
　　本文還介紹了用微擾法的基本思想研究散射環(huán)境下天線輸入阻抗的基本方法，并以常見的偶極子天線和微帶天線為例，通過FEKO軟件模擬仿真驗證了該方法研究散射環(huán)境下天線輸入阻抗的可靠性與準確性。
　　此外，作為近年來的研究熱點問題，介質參數測量一直是業(yè)界倍受關注的重要課題。本文介紹了一種新的介質參數測量技術，為介質材料的測量提供了新的思路。該方法以微擾法的基

4、本思想為依據，通過測量自由空間（無介質樣品）和散射環(huán)境（有介質樣品）下天線輸入阻抗的變化，反演推出介質樣品的介電常數、介電損耗及磁導率等相關參數。同時，引入準靜態(tài)近似場，為較大介電常數的介質材料測量提供了理論依據，進一步擴展了該方法的使用范圍。
　　文中以常用的微帶天線為例具體說明了使用該方法計算材料介質參數的一般過程，實驗結果表明該方法能夠取得較高的測量精度。與傳統方法相比，該方法系統簡單、計算方便，可以在開放空間中進行，且對散