移動通信中的天線技術(shù)探討

周 江

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移動通信中的天線技術(shù)探討

周 江

成都信息工程大學(xué)，四川 成都 610225

移動通信技術(shù)日新月異，給人們帶來了更為優(yōu)質(zhì)的通信服務(wù)，這對通信系統(tǒng)的天線技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。天線技術(shù)的發(fā)展對于移動通信技術(shù)的進步至關(guān)重要。因此，對移動通信中的天線技術(shù)進行了簡要的探討。

移動通信；天線技術(shù)；智能天線

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

1 高增益全向天線技術(shù)

一般而言，全向天線形式主要用于地理位置比較偏遠的郊區(qū)，因為這些地方用戶不多，采用水平方向的全向天線，可以達到節(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)，來增加天線的增益，以實現(xiàn)良好的通信質(zhì)量。

如果想要提高天線的增益，那么就需要在天線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。目前提高天線增益的主要方法就是天線陣。其中全向天線陣中最為簡單且實用的形式就是直線陣，其主要是在同振子軸方向一致的同一軸線上，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相互垂直的平面上獲得增強的輻射場。而移動通信基站通常采用的高增益天線是共軸天線陣，共軸天線陣要求各個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，是把許多的天線定向在不同的方向，構(gòu)建幾乎全向的輻射。然而，如果想要將天線架置于大型鐵塔的中間的時候，那么就要克服塔身的反射干擾，因為這種干擾會有損于共軸天線陣的方向性，在這種情況下，通過圍繞塔身進行定向天線陣的合理布置，可以起到良好的效果。

2 分集接收天線技術(shù)

因為信號的傳播環(huán)境通常來說比較惡劣，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，相位也會發(fā)生一些變化，進而使移動通信的質(zhì)量降低。故而，要采用分集接收天線技術(shù)以使得信號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。通常來講，分集天線可以分為空間分集、方向分集以及極化分集等多種形式，其中空間分集天線技術(shù)主要是通過借助多副接收天線來完成的。一般而言，其主要是在發(fā)射端借助一副天線進行發(fā)射，而在接收端借助多副天線進行接收。為了保證接受天線所輸出的信號特性的獨立性，接收天線的間距就要滿足：L≥λ/2。這樣就可以保證當其中的某一副接收天線的輸出信號比較弱的時候，其他的接收天線的輸出信號或許比較強，從而從合并電路中選出輸出信號比較強的一路輸出，得到一個總的接收天線的輸出信號，從而改善信號傳輸?shù)目煽啃?，改善信號衰落產(chǎn)生的干擾。這種分集接收天線技術(shù)可以提高天線增益，但是其需要兩個或兩個以上的接收天線。而定向雙極化天線技術(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集成到同一物理實體中，然后借助極化分集接收而實現(xiàn)空間分集天線技術(shù)的效果，故而極化分集從本質(zhì)上來講，其實是空間分集天線技術(shù)的特例。

3 智能天線技術(shù)

近些年來，移動通信技術(shù)不斷進步與發(fā)展，智能天線技術(shù)已經(jīng)成為通信技術(shù)所關(guān)注的焦點。它主要是借助數(shù)字信號處理裝置，來對陣元的權(quán)值進行有效的控制以及調(diào)整，從而使天線陣的方向圖主波束與有效的信號的來向一致，而方向圖的零點與干擾信號的來向一致。當有效的信號來向以及干擾信號的來向發(fā)生某些改變的時候，數(shù)字信號處理裝置便會依據(jù)原本已經(jīng)設(shè)計的性能準則與算法適時的進行權(quán)值的調(diào)整，以使波束自動、適時地對這種改變進行有效的追蹤。然而，因為信號環(huán)境的不同，以及系統(tǒng)接收信號的先驗知識的不同，所以對智能天線在達到系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)時的最佳性能量度的要求也不一樣。智能天線技術(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)字信號處理技術(shù)使空間定向波束得以產(chǎn)生，然后向各個用戶提供不同的定向窄波束，使信號在合理的方向區(qū)域內(nèi)進行信號的發(fā)送和接收，使信號的有效發(fā)射功率得以合理的利用，弱化信號全向發(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，研究方向為通信工程。