周 江

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移動(dòng)通信中的天線(xiàn)技術(shù)探討

周 江

成都信息工程大學(xué)，四川 成都 610225

移動(dòng)通信技術(shù)日新月異，給人們帶來(lái)了更為優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)，這對(duì)通信系統(tǒng)的天線(xiàn)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。天線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于移動(dòng)通信技術(shù)的進(jìn)步至關(guān)重要。因此，對(duì)移動(dòng)通信中的天線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的探討。

移動(dòng)通信；天線(xiàn)技術(shù)；智能天線(xiàn)

天線(xiàn)系統(tǒng)的工作環(huán)境極其復(fù)雜，其處在不斷移動(dòng)的復(fù)雜環(huán)境下，電波會(huì)隨著天線(xiàn)的移動(dòng)受到地形、溫度等環(huán)境因素的干擾而發(fā)生一定程度的衰落。所以，高增益全向天線(xiàn)技術(shù)、分集天線(xiàn)技術(shù)等紛紛用于提升通信的質(zhì)量，特別是近些年來(lái)，智能天線(xiàn)技術(shù)的發(fā)展，大大促進(jìn)了移動(dòng)通信質(zhì)量的提升。

1 高增益全向天線(xiàn)技術(shù)

一般而言，全向天線(xiàn)形式主要用于地理位置比較偏遠(yuǎn)的郊區(qū)，因?yàn)檫@些地方用戶(hù)不多，采用水平方向的全向天線(xiàn)，可以達(dá)到節(jié)約成本的目的。但是，由于這些地方區(qū)域半徑比較大，通信質(zhì)量難以保證，所以這就需要高增益技術(shù)，來(lái)增加天線(xiàn)的增益，以實(shí)現(xiàn)良好的通信質(zhì)量。

如果想要提高天線(xiàn)的增益，那么就需要在天線(xiàn)水平面上輻射特性維持固定的前提下，降低垂直面上的輻射波瓣的寬度。目前提高天線(xiàn)增益的主要方法就是天線(xiàn)陣。其中全向天線(xiàn)陣中最為簡(jiǎn)單且實(shí)用的形式就是直線(xiàn)陣，其主要是在同振子軸方向一致的同一軸線(xiàn)上，根據(jù)固定的間隔直列若干輻射振子，這樣就能夠在于軸線(xiàn)相互垂直的平面上獲得增強(qiáng)的輻射場(chǎng)。而移動(dòng)通信基站通常采用的高增益天線(xiàn)是共軸天線(xiàn)陣，共軸天線(xiàn)陣要求各個(gè)輻射單元都獲得等幅同相的饋電，其饋電的方式可以分為并饋與串饋兩種方式。還有一種高增益全向天線(xiàn)，是把許多的天線(xiàn)定向在不同的方向，構(gòu)建幾乎全向的輻射。然而，如果想要將天線(xiàn)架置于大型鐵塔的中間的時(shí)候，那么就要克服塔身的反射干擾，因?yàn)檫@種干擾會(huì)有損于共軸天線(xiàn)陣的方向性，在這種情況下，通過(guò)圍繞塔身進(jìn)行定向天線(xiàn)陣的合理布置，可以起到良好的效果。

2 分集接收天線(xiàn)技術(shù)

因?yàn)樾盘?hào)的傳播環(huán)境通常來(lái)說(shuō)比較惡劣，所以其很有可能發(fā)生衰落以及多普勒頻移等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致接受電平下降到熱噪聲電平的水平，相位也會(huì)發(fā)生一些變化，進(jìn)而使移動(dòng)通信的質(zhì)量降低。故而，要采用分集接收天線(xiàn)技術(shù)以使得信號(hào)的這種衰落狀況有所緩解，獲得分集增益，從而使接收的靈敏度得以提升。通常來(lái)講，分集天線(xiàn)可以分為空間分集、方向分集以及極化分集等多種形式，其中空間分集天線(xiàn)技術(shù)主要是通過(guò)借助多副接收天線(xiàn)來(lái)完成的。一般而言，其主要是在發(fā)射端借助一副天線(xiàn)進(jìn)行發(fā)射，而在接收端借助多副天線(xiàn)進(jìn)行接收。為了保證接受天線(xiàn)所輸出的信號(hào)特性的獨(dú)立性，接收天線(xiàn)的間距就要滿(mǎn)足：L≥λ/2。這樣就可以保證當(dāng)其中的某一副接收天線(xiàn)的輸出信號(hào)比較弱的時(shí)候，其他的接收天線(xiàn)的輸出信號(hào)或許比較強(qiáng)，從而從合并電路中選出輸出信號(hào)比較強(qiáng)的一路輸出，得到一個(gè)總的接收天線(xiàn)的輸出信號(hào)，從而改善信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，改善信?hào)衰落產(chǎn)生的干擾。這種分集接收天線(xiàn)技術(shù)可以提高天線(xiàn)增益，但是其需要兩個(gè)或兩個(gè)以上的接收天線(xiàn)。而定向雙極化天線(xiàn)技術(shù)則可以避免這種缺陷，這種分集技術(shù)主要是將垂直極化以及水平極化兩副接收天線(xiàn)集成到同一物理實(shí)體中，然后借助極化分集接收而實(shí)現(xiàn)空間分集天線(xiàn)技術(shù)的效果，故而極化分集從本質(zhì)上來(lái)講，其實(shí)是空間分集天線(xiàn)技術(shù)的特例。

3 智能天線(xiàn)技術(shù)

近些年來(lái)，移動(dòng)通信技術(shù)不斷進(jìn)步與發(fā)展，智能天線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)成為通信技術(shù)所關(guān)注的焦點(diǎn)。它主要是借助數(shù)字信號(hào)處理裝置，來(lái)對(duì)陣元的權(quán)值進(jìn)行有效的控制以及調(diào)整，從而使天線(xiàn)陣的方向圖主波束與有效的信號(hào)的來(lái)向一致，而方向圖的零點(diǎn)與干擾信號(hào)的來(lái)向一致。當(dāng)有效的信號(hào)來(lái)向以及干擾信號(hào)的來(lái)向發(fā)生某些改變的時(shí)候，數(shù)字信號(hào)處理裝置便會(huì)依據(jù)原本已經(jīng)設(shè)計(jì)的性能準(zhǔn)則與算法適時(shí)的進(jìn)行權(quán)值的調(diào)整，以使波束自動(dòng)、適時(shí)地對(duì)這種改變進(jìn)行有效的追蹤。然而，因?yàn)樾盘?hào)環(huán)境的不同，以及系統(tǒng)接收信號(hào)的先驗(yàn)知識(shí)的不同，所以對(duì)智能天線(xiàn)在達(dá)到系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的最佳性能量度的要求也不一樣。智能天線(xiàn)技術(shù)可以使數(shù)據(jù)傳輸速率以及網(wǎng)絡(luò)容量大幅度的提高，這主要在于其可以借助數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)使空間定向波束得以產(chǎn)生，然后向各個(gè)用戶(hù)提供不同的定向窄波束，使信號(hào)在合理的方向區(qū)域內(nèi)進(jìn)行信號(hào)的發(fā)送和接收，使信號(hào)的有效發(fā)射功率得以合理的利用，弱化信號(hào)全向發(fā)射所產(chǎn)生的電磁污染和相互干擾，使載干比得以提高，從而實(shí)現(xiàn)較高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更大的網(wǎng)絡(luò)容量。

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Discussion on antenna technology in mobile communication

Zhou Jiang

Chengdu Information Engineering University, Sichuan Chengdu 610225

The rapid development of mobile communication technology was bring more high quality service for people, which puts forward new challenges to the antenna technology of communication system. It is very important to the progress of mobile communication technology. In this paper, the antenna technology in mobile communication is briefly discussed.

mobile communication; antenna technology; smart antenna

TN929.533；TN821

A

1009-6434（2016）11-0001-02

周江（1995—），男，漢族，籍貫（精確到市）為安徽省安慶市，學(xué)歷本科，研究方向?yàn)橥ㄐ殴こ獭?/p>