MIMO系統(tǒng)中智能天線陣列研究.pdf

1、智能天線技術(shù)與多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)是無線通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的兩種技術(shù)。智能天線技術(shù)通過將智能天線陣列合成的波束指向用戶信號,同時將零陷對準(zhǔn)干擾信號,提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。MIMO技術(shù)則充分利用無線信道的多徑特性,通過在收發(fā)兩端都放置多根天線的方式,成倍地增加系統(tǒng)的容量。
　　用于智能天線系統(tǒng)或MIMO系統(tǒng)的天線陣有很多,但既支持多路MIMO數(shù)據(jù)流又支持智能天線技術(shù)的天線陣相對而言比較匱乏。如何使天線陣既能滿足成倍增加系統(tǒng)

2、容量的要求,又能滿足提高系統(tǒng)抗干擾性能的要求,是一項非常有意義的研究。
　　本文從智能天線技術(shù)與MIMO技術(shù)的基本原理出發(fā),研究了陣元輻射方向圖、陣元極化形式、陣元間互耦、陣列結(jié)構(gòu)及陣元連接方式對智能天線系統(tǒng)與MIMO系統(tǒng)性能的影響,提出了基于波束切換策略的MIMO智能天線陣的設(shè)計思想,結(jié)合工程實際需求,還給出了陣列設(shè)計過程中用到的一些關(guān)鍵技術(shù)。
　　根據(jù)所提出的設(shè)計思想及相應(yīng)的一些關(guān)鍵技術(shù),本文設(shè)計了用于組成MIMO智能天

3、線陣列的雙頻陣元,并利用三維電磁場仿真工具HFSS對其進行了優(yōu)化,優(yōu)化后的陣元能完整覆蓋802.11n協(xié)議所規(guī)定的兩個工作頻段,并在每個頻段上都具有較高的增益、較大的前后比。
　　基于所設(shè)計的雙頻陣元,本文還構(gòu)建了用于MIMO系統(tǒng)的雙頻雙極化陣列,該陣列采用波束切換的策略控制每個MIMO數(shù)據(jù)流所連的陣元,陣元的波束隨著通信環(huán)境的變化而自動切換,以使系統(tǒng)輸出的波束能盡可能的對準(zhǔn)用戶方向。借助仿真軟件,本文分析了陣元間的互耦與陣列的波