各類天線總結(jié)范文.doc

各類天線總結(jié)范文 1概述19世紀(jì)30年代，有線電報通信試驗成功后，用電磁系統(tǒng)傳遞信息的電信事業(yè)便迅速發(fā)展起來。 第一代移動通信(1G)商業(yè)化是從20世紀(jì)80年代開始的，主要特點是模擬信號頻率調(diào)制、頻分雙工和頻分多址、基于電路交換技術(shù)。 第二代移動通信(2G)采用了數(shù)字調(diào)制，是多時隙共有一個載波，改進(jìn)了第一代通信的保密性差、頻譜利用率低、通話質(zhì)量不高等缺點。 第三代移動通信(3G)是一種在第二代移動通信技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步演進(jìn)的以寬帶CDMA為主的新一代移動通信。 4G是第四代移動通信及其技術(shù)的簡稱，是繼第三代以后的又一次無線通信技術(shù)演進(jìn)，與WLAN于一體并能夠傳輸高質(zhì)量視頻圖像的技術(shù)產(chǎn)品。 其開發(fā)更加具有明確的目標(biāo)性提高移動裝置無線訪問互聯(lián)網(wǎng)的速度。 無線通信的場強(qiáng)覆蓋狀況對任何系統(tǒng)都是保證通信質(zhì)量的先決條件。 基站天線在無線通信系統(tǒng)的覆蓋中起著重要的作用，對系統(tǒng)的通信質(zhì)量、干擾程度甚至對工程投資都有很大影響。 本文對于移動通信中的天線性能進(jìn)行了比較。 GSM天線技術(shù)特點隨著社會的發(fā)展移動電話越來越普及，人們對通信質(zhì)量的要求也越來越高。 GSM系統(tǒng)作為第二代移動通信系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大的情況下，受頻率資源的限制，頻率復(fù)用度必然增加；由于規(guī)劃或地理位置的原因，在多小區(qū)的情況下多會產(chǎn)生同頻鄰頻干擾，參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，也會嚴(yán)重影響系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。 所有這些都將使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能變差。 為使網(wǎng)絡(luò)資源能夠合理配置和使用這就要求移動運(yùn)營商持續(xù)不斷地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化，改善系統(tǒng)性能，提高自己的竟?fàn)幜?，這也是電信企業(yè)的生存基礎(chǔ)。 下面介紹一種GSM天線無論是GSM還是CDMA，板狀天線是用得最為普遍的一類極為重要的基站天2線。 這種天線的優(yōu)點是增益高、扇形區(qū)方向圖好、后瓣小、垂直面方向圖俯角控制方便、密封性能可靠以及使用壽命長。 板狀天線也常常被用作直放站的用戶天線，根據(jù)作用扇形區(qū)的范圍大小，應(yīng)選擇相應(yīng)的天線型號。 a基站板狀天線基本技術(shù)指標(biāo)示例b狀天線高增益的形成板狀天線高增益的形成由于多徑傳輸，使得信號場強(qiáng)的空間分布變得相當(dāng)復(fù)雜，波動很大，有的地方信號場強(qiáng)增強(qiáng)，有的地方信號場強(qiáng)減弱；也由于多徑傳輸?shù)挠绊懀€會使電3波的極化方向發(fā)生變化。 另外，不同的障礙物對電波的反射能力也不同。 例如鋼筋水泥建筑物對超短波、微波的反射能力比磚墻強(qiáng)。 我們應(yīng)盡量克服多徑傳輸效應(yīng)的負(fù)面影響，這也正是在通信質(zhì)量要求較高的通信網(wǎng)中，人們常常采用空間分集技術(shù)或極化分集技術(shù)的緣由。 根據(jù)下傾角、下傾角調(diào)諧方式、高度以及極化，合理的選擇和應(yīng)用天線可以充分地發(fā)揮系統(tǒng)的能力，在滿足覆蓋要求的情況下最大限度地節(jié)省投資。 2G天線技術(shù)特點隨著現(xiàn)代移動通信技術(shù)的發(fā)展，高容量的移動通信技術(shù)已經(jīng)成為了理論研究的熱點。 為了解決通信業(yè)務(wù)量與頻譜資源之間的矛盾降低同信道干擾已經(jīng)成為個人移動通信發(fā)展的關(guān)鍵課題。 天線是移動通信中必不可少的組成部分，通過對天線輻射特性的合理設(shè)計，可以控制波束形狀和指向提高信道容量，擴(kuò)大信號覆蓋范圍。 在地面蜂窩移動通信系統(tǒng)的空中接口的物理層部分，移動臺和基站之間的通信必須有雙方天線的配合方可完成，且其性能與波束設(shè)計對系統(tǒng)總體容量有著相當(dāng)大的影響，基站天線下傾是理論研究與工程應(yīng)用的流行技術(shù)。 平流層信息平臺使用多波束天線技術(shù)在地面上形成蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)這樣空間分離的用戶可以復(fù)用無線信道，因此其多波束結(jié)構(gòu)的設(shè)計直接影響到地面蜂窩空分復(fù)用的結(jié)構(gòu)，從而成為平流層平臺整體系統(tǒng)容量提高的關(guān)鍵因素。 合理地選取天線類型，控制波束形狀和指向，將會提高信道容量和頻譜利用率，擴(kuò)大信號覆蓋范圍同時還能夠降低多徑衰落信道串?dāng)_和系統(tǒng)復(fù)雜度。 下面對2G平流層通信平臺天線介紹4如圖，根據(jù)城市郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)通信量的不同要求可以將一個平流層信息平臺的覆蓋范圍分成三個環(huán)形區(qū)域，中心區(qū)域為城市覆蓋區(qū)，邊緣仰角為30。 若信息平臺的高度為23Km，則該區(qū)域覆蓋半徑為40Km，覆蓋面積達(dá)500平方公里，用戶終端天線增益至少為3dB；而市郊覆蓋區(qū)和農(nóng)村覆蓋區(qū)的邊緣仰角分別為10和0，覆蓋半徑分別為125Km和546Km，終端天線的增益至少分別為23dB和36dB。 當(dāng)然上述三個區(qū)域的大小、仰角及相關(guān)參數(shù)是相對的，可以根據(jù)實際情況而改變。 為了充分利用有限的頻譜資源平流層信息平臺使用多波束形成技術(shù)在地面上形成蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)，這樣空間分離的用戶可以復(fù)用無線信道。 3G天線技術(shù)特點目前,應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)中的基站天線有全向、定向和各種扇區(qū)天線。 為了適應(yīng)3G系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),對于基站天線提出了智能化要求,即引人了智能天線系統(tǒng)。 通常智能天線可以定義為固定天線與數(shù)字信號處理核心的結(jié)合,構(gòu)成可以動態(tài)配置的天線特性。 智能天線利用了天線陣列中各單元之間的位置關(guān)系,也就是利用了信號的相位關(guān)系。 (1)基于自適應(yīng)天線陣的圓形陣列天線的介紹5圓形陣列天線示意圖圓形形陣直徑與陣因子關(guān)系圓形陣列天線的技術(shù)指標(biāo) (2)雙頻雙極化單元天線6 （3）陣列天線GSM4G技術(shù)特點4G采用智能天線和CD-LTE多天線增強(qiáng)技術(shù)。 智能天線在抗多徑衰落、抑制干擾、減少遠(yuǎn)近效應(yīng)、提高支持靈活有效的越區(qū)切換、擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍等方面表現(xiàn)出良好的潛在性能。 它是一種安裝在基站現(xiàn)場的雙向天線，通過一組帶有可編程電子相位關(guān)系的固定天線單元獲取方向性。 并可以同時獲取基站和移動臺之間各個鏈路的方向特性。 智能天線的原理是將無線電的信號導(dǎo)向具體的方向，產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對準(zhǔn)用戶信號到達(dá)方向，旁瓣或零陷對準(zhǔn)干擾信號到達(dá)方向，達(dá)到充分高效利用移動用戶信號并刪除或抑制干擾信號的且的。 無線鏈路增強(qiáng)技術(shù)用以提高容量和覆蓋無線鏈路增強(qiáng)技術(shù)有分集技術(shù)，如通過空間分集、時間分集(信道編碼)、頻率分集和極化分集等方法來獲得最好的分集性能；多天線技術(shù)，如采用2或4天線來實現(xiàn)發(fā)射分集，或者采用多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)射和接收分集。 4G采用智能天線具有抑制信號干擾、自動跟蹤及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等功能，被認(rèn)為是未來移動通信的關(guān)鍵技術(shù)。 智能天線成形波束可在空間域內(nèi)抑制交互干7擾，增強(qiáng)特殊范圍內(nèi)想要的信號，既能改善信號質(zhì)量又能增加傳輸容量。 其基本原理是在無線基站端使用天線陣和相干無線收發(fā)信機(jī)來實現(xiàn)射頻信號的收發(fā)，同時，通過基帶數(shù)字信號處理器，對各天線鏈路上接收到的信號按一定算法進(jìn)行合并，實現(xiàn)上行波束賦形。 目前，智能天線的工作方式主要有全自適應(yīng)方式和基于預(yù)多波束的波束切換方式。 全自適應(yīng)智能天線雖然從理論上講可以達(dá)到最優(yōu)，但相對而言各種算法均存在所需數(shù)據(jù)量，計算量大，信道模型簡單，收斂速度較慢，在某些情況下甚至可能出現(xiàn)錯誤收斂等缺點，實際通道條件下，當(dāng)干擾較多、多徑嚴(yán)重，特別是通道快速時變時，很難對某一用戶進(jìn)行實時跟蹤。 在基于預(yù)多波束的切換波束工作方式下，全空域被一些預(yù)先計算好的波束分割覆蓋，各組權(quán)值對應(yīng)的波束有不同的主瓣指向，相鄰波束的主瓣間通常會有一些重迭，接收時的主要任務(wù)是挑選一個作為工作模式，與自適應(yīng)方式相比它顯然更容易實現(xiàn)，是未來智能天線技術(shù)發(fā)展的方向。 智能天線系統(tǒng)的核心是智能的算法,通過算法自適應(yīng)地得到各天線陣元的加權(quán)系數(shù),進(jìn)而得到所需空間域濾波的作用.它先借助參考信號導(dǎo)頻序列或?qū)ьl信道得到各天線陣元的估計信道,然后使用估計的信道,按照一定準(zhǔn)則如迫零準(zhǔn)則,最小均方誤差準(zhǔn)則等確定各天線陣元的加權(quán)值,最后每通道的信號使用賦形向量加權(quán)后從各自的天線陣元發(fā)送出去.這樣發(fā)送出去的信號的波形就具有一定的方向性,從而達(dá)到充分利用有效信號和抑制干擾信號的目的,即空間域濾波的作用.具體而言,智能天線將在以下方面提高未來移動通信系統(tǒng)性能,擴(kuò)大系統(tǒng)的覆蓋區(qū)域，提高系統(tǒng)容量,提高頻譜利用效率,降低基站發(fā)射功率,節(jié)省系統(tǒng)成本，減少信號間干擾與電磁環(huán)境污