智能天線系統(tǒng)若干關鍵技術研究.pdf

1、智能天線(smart antenna)技術根據(jù)達波方向算法(DOA algorithm)確定通信對象的空間分布特性并利用波束形成算法，通過數(shù)字或模擬方法實現(xiàn)陣列天線的波束形成特定的指向和增益下陷方向。其具有在多通信目標情況下，信號間彼此無干擾、減少外界干擾和噪聲的影響、降低輻射功率，減少電磁輻射污染、安全保密性高等特點。可望成為未來3G通信系統(tǒng)用主力天線(目前中國移動試用期)，并可應用于先進雷達系統(tǒng)(如相控陣雷達)。我們系統(tǒng)研究了智能天

2、線系統(tǒng)無線通信環(huán)境下的信號模型和信道特性，智能天線波束形成算法和多波束形成技術及其在干擾環(huán)境中的抗干擾性能模擬。同時還研究了寬帶通信波束形成技術的兩種實現(xiàn)方法。 超寬帶技術(UWB)是一種無載波通信技術，是使用lGHz以上帶寬的最先進的無線通信技術，被認為是未來五年電信熱門技術之一。其具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)比較簡單、數(shù)據(jù)傳輸率高、功耗低和安全性高等特點。因其在通信和雷達等系統(tǒng)中的重要應用前景，國內(nèi)外目前競相研究。而將超寬帶天線應用于

3、智能天線系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)更高的數(shù)據(jù)流和實現(xiàn)脈沖傳輸，還能充分發(fā)揮智能天線的高增益特性和超寬帶天線的高保密性能，實現(xiàn)系統(tǒng)性能的提高。我們分析了超寬帶天線的工作原理和設計原則，并設計了一種能夠有效抗多個固定頻率信號干擾的超寬帶天線，為其應用于智能天線通信系統(tǒng)實現(xiàn)有效抗干擾奠定了基礎。 人工電磁介質(zhì)(metamaterial)則是用人工的方法實現(xiàn)自然界本身不存在的一類具有奇異光學或電磁特性的介質(zhì)材料。人工電磁介質(zhì)由于本身具有負折射率、

4、傳輸后向波、不同于一般介質(zhì)的色散曲線和獨特的折射特性以及可通過加入變?nèi)荻O管電控改變其傳輸性能等特性，可以被用于制作新穎的漏波天線和微波器件，并被應用于新穎的智能天線系統(tǒng)。本文研究了電壓控制下基于人工電磁介質(zhì)傳輸線的漏波天線的波束掃描和波束寬度調(diào)制理論和實際工作性能。 本研究工作將在考察以上幾種應用于智能天線通信系統(tǒng)關鍵技術的基礎上，綜合各自的優(yōu)勢，探討智能天線通信系統(tǒng)未來發(fā)展的各種可能性并為其能更好地應用于未來無線通信系統(tǒng)服務