手持终端小型MIMO智能天线阵列的优化设计

提出了一种工作在3.3~3.5 GHz频段的手持终端八单元MIMO智能天线阵列。该阵列由两个对称的四单元子阵列组成,分别放置在移动终端的两个长边偏上位置。四单元子阵总尺寸为45 mm×5 mm×3 mm,仅占基板长边约三分之一。先引入地面隔离槽,使MIMO接收系统获得良好的隔离和包络相关系数;再基于最大功率传输效率法,获得指定辐射方向的发射天线阵列的最优激励,并保证在该方向上获得最大增益;最后利用自行研发的波束成形控制器实现最优激励分布,从而将天线波束偏转到指定方向。天线阵列工作在3.45 GHz时,在x、z方向上增益分别为4.1 dBi和5.9 dBi。

智能天线技术在铁路5G-R网络中的应用

随着无线通信技术发展,波束扫描和波束赋形等智能天线技术在运营商5G网络已广泛应用,技术方案成熟。铁路无线专网站间距大、列车行车速度快、网络可靠性高等行业特征,对5G专网建设提出了更高要求。分析铁路5G专网覆盖面临的挑战,结合智能天线技术原理及优势,研究智能天线技术在不同铁路场景下的适应性。根据铁路各行车场景特点,分析智能天线技术在铁路5G专网的应用前景,以及不同场景下智能天线技术对于提升铁路5G专网无线覆盖质量的价值,以期为铁路5G专网的建设和部署提供新的思路和建议。

基于人工智能的高速铁路5G天线通信系统研究

近年来,高速铁路不断发展和普及,人流量的增加和车速的提升使铁路通信系统面临巨大的挑战。其中,传统的铁路移动通信系统GSM-R已无法满足当前的通信需求。基于当前5G移动通信系统发展逐渐常态化的现状,文章利用基于5G的大规模MIMO天线实现了高速铁路的实时通信和大规模数据传输,未来可进一步结合人工智能技术以有效实现通信资源的分配,进而加强高速铁路环境下的实时通信。

一种小型八单元MIMO-智能手机天线阵列的优化设计

针对5G智能终端中需要集成更多天线的需求,提出一种小型八单元MIMO-智能手机阵列天线。该天线阵工作在Sub-6 GHz中的3.3~3.5 GHz,由8个共用接地点的三维倒F天线单元组成,利用弯折技术减小天线尺寸,天线单元仅为5 mm×5 mm×5 mm。通过共用接地点的中和作用以及地面上加载的T型槽,使天线单元间距在小于2 mm的情况下实现互耦小于-10 dB。利用最大功率传输效率法(MMPTE)获得阵列天线的最优激励分布,该方法将天线的优化设计归结于无线能量传输系统的设计,通过求解传输效率和S参数构成的特征值方程获得天线阵列的最优激励分布。再利用连接各个天线单元的数字移相器和衰减器实现最优激励分布,让波束偏转到指定方向。整个天线印刷在FR4基板上,占用体积小,在3.3~3.5 GHz内S参数小于-10 dB。实测结果与仿真结果吻合较好,在无线通信中有较好的应用前景。

一种圆形智能天线阵列与校正网络的设计

论述了一种用于智能天线系统的新型圆形天线阵列与校正网络的设计方法。设计了一种具有良好一致性和高增益全向特性的新型直排印刷振子天线结构,并采用奇偶模分析方法,实现了一种18威尔金森功分器/合路器与平行耦合线定向耦合器相结合的校正网络。实验结果证明,研究结果对于3G通信具有很高的实用价值。

基于GA的智能天线系统前端扇区阵列设计

使用遗传算法 (GeneticAlgorithm)设计了智能天线系统前端的扇区天线阵列。该天线阵列用于TD SCDMA基站系统中。依据智能天线系统扇区覆盖模式(即广播波束 )对方向图的要求 ,利用GA的全局搜索性能 ,综合了阵列结构及单元激励相位。对该阵列结构使用GA模拟了智能天线系统工作模式 (业务波束 )下所要求方向图的阵列激励幅度和相位。给出了实际的智能天线系统前端扇区天线阵列结构 ,对智能天线技术的应用具有重要意义。

自适应阵列智能天线抗干扰性能研究

分析了自适应阵列智能天线的基本原理,给出了基于复数LMS算法的自适应阵列智能天线波束形成方法,同时对该智能天线抗干扰性能进行了Matlab仿真,理论分析和仿真结果表明:自适应阵列智能天线阵能够实时地调整天线方向,使天线的主波束对准期望信号方向,零陷对准干扰方向从而抑制干扰信号,在干扰和低信噪比环境下,接收端使用智能天线可以大大降低误码率,该智能天线具有较强的抗干扰性能。

智能天线阵列单元阵中方向图畸变分析

主要研究了智能天线系统前端接收天线阵列中的耦合问题.针对圆形阵列中单元间相互耦合作用引起单元水平面方向图的畸变这一问题,分析了未激励单元的互耦、以及这些单元端接电缆的加载作用对激励单元阵中方向图的影响.依据多端口理论,把所研究的结构等效为多端口网络,提出使用迭代方法求解未激励端口的匹配阻抗.并由结构对称性,提出使未激励端口加载阻抗与激励端口输入阻抗相等,以减小考察单元阵中方向图畸变,降低单元水平方向图不圆度,以满足智能天线系统要求.

基于电磁矢量传感器的MIMO天线阵列系统研究

将电磁矢量传感器(EVS,electromagnetic vetor sensor)信号处理法与传统MIMO信号处理有机地结合,建立了基于EVS的多天线三维信道模型。采用多重信号分类(MUSIC,multiple signal classification)算法对MIMO的达波信号方向(DOA,direction of arrival)进行空间谱估计,导出基于EVS的三维空间信道解析式,阐明了EVS信号处理与MIMO多径信道相关性的关系。与传统标量传感器阵列(SSA,scalar sensor array)MIMO天线阵列比较,EVS阵列能获取达波信号的多维极化信息,同时具有空间域和极化信号处理能力。因此可缓解空间多径信道相关性,使空间极化分量的相关性趋于零值,而且使MIMO系统性能受空间结构的影响较小。理论分析和仿真结果表明在提高MIMO天线系统性能上,基于EVS阵列的系统比SSA系统具有更高的优越性。

支持智能自适应阵列天线的无线局域网媒体接入控制协议

在充分考虑IEEE802 11无线局域网特点的基础上,提出支持智能自适应阵列天线的媒体接入控制协议:SADCF.智能天线包括全向和定向两种工作模式.在发送数据帧前尽可能短的时间内,SADCF利用全向RTS/CTS握手机制预约信道,引导发送或接收站点发送训练序列.智能天线接收训练序列后计算出与该站点对应的权矢量,形成定向波束,定向收发数据帧.相邻站点用全向网络分配矢量记录发送站点以全向模式占用信道的时间,在发送站点定向通信的时候复用信道.SADCF与IEEE802 11协议完全兼容.仿真结果表明,SADCF协议能够有效支持智能天线的应用,实现信道的空分复用,显著提高网络吞吐量;理论分析结果与仿真结果基本吻合.

无人机MIMO下视阵列SAR天线构型设计

从分辨率、高程精度、波段、工作高度等要求出发,依据等效相位中心原理,通过中间发射两端接收的MIMO模型,求解出满足大比例尺测图需要的等效虚拟阵列和实际物理阵列长度,优化设计了无人机平台MIMO下视线阵三维SAR阵元的数目和位置,减弱了两端发射中间接收模型所带来的振动误差影响。根据该天线设计进行了仿真试验,通过三维重建场景和原始仿真场景的差分对比,证明了本文阵列配置的合理性。

阵列导向矢量在智能天线自适应算法中的应用

分析了智能天线自适应算法的基本原理,针对常用算法运算量大和测向精度有限等问题,在接收机的输出端引入阵列导向矢量信号,利用方向性因子和协方差矩阵的特殊性质,通过多次迭代运算得出区间内的信干噪比曲线。通过对八元直线型智能天线阵列的HFSS仿真实验表明,两组信干噪比曲线峰值均对应期望信号方向,峰值信干噪比大于30 dB,算法抗干扰性能良好。八元阵列天线的最大增益约为18 dB,通带内驻波比小于1.5,反射系数小于-25 dB,天线系统波束搜索性能良好,而且可以实现远距离传输。

基于QPSO的智能天线声阵列自适应波束形成算法模型研究

提出了一种基于量子粒子群算法(QPSO)的智能天线声阵列自适应波束形成算法模型,该模型应用QPSO对阵列天线半径和阵元初始相位进行调整,进而控制智能天线声阵列的波束形成,使天线波束主瓣对准期望声源信号方向,零陷对准干扰信号方向,并形成最优的增益主瓣和旁瓣的峰峰比.Matlab仿真结果表明,该模型增强主瓣方向增益约10 d B,降低噪声方向增益约3.75 d B,有效提升了系统通信能力和抗干扰能力,并且在扫描角度上呈现普适性.

4G关键技术MIMO及智能天线的探讨

个人自由通信是通信的理想境界,这也成了移动通信不断发展的关键动力。个人通信网是实现任何人在任何时间、任何地点对任何人以任何方式进行通信(亦称5W)的电信网络。实际上,现代通信技术的研究就是围绕着这一目标展开的。第四代移动通信系统(4G)就是在3G的通信技术上向5W的目标又迈进了一步。要真正实现个人通信的5W目标,即任何时间、任何地点以任何方式进行信息交流,4G系统还将采用许多新技术。业界认为4G的关键技术主要有:MIMO技术、智能天线技术、OFDM技术、调制与编码技术、全IP网络技术、AdHoc无线网络技术以及软件无线电技术等。

一种智能天线与MIMO技术结合的构想

近年来,MIMO与智能天线的研究成为无线通信领域的热点。本文分析比较了两种技术的优点与区别,最后提出了MIMO与智能天线结合应用的一种构想。

MIMO中智能天线技术的应用研究

将智能天线赋形技术引入MIMO系统。根据赋形技术和MIMO的分集复用技术的特点,分析比较了这2种策略的适宜运用条件。通过仿真对不同环境条件下MIMO系统中采用分集复用技术和智能天线赋形技术的系统容量进行比较,指出了为达到最优系统性能,不同环境下应采用的不同天线。

弧形智能天线阵列结构

智能天线是当前通信领域的热门技术之一,常规的天线阵列有均匀直线阵列和均匀圆形阵列。本文提出了弧形智能天线阵列结构,把直线阵和圆阵统一到弧形阵列结构体系中,并分析了弧形阵列的独特优点。最后根据实际提供阵列结构优化参数,为阵列结构优化开拓了思路。

MIMO和智能天线技术的结合

本文探讨了4G系统中的两大关键技术:MIMO和智能天线技术的结合,文中首先介绍MIMO和智能天线的原理,对其进行了分析比较,最后给出了MIMO和智能天线技术结合的一种可行方案。

TD-LTE系统中的单双极化智能阵列天线性能分析

研究了TD-LTE系统中双极化技术对智能阵列天线性能的影响,理论分析了下行波束赋型算法中赋型增益与信道矩阵SVD分解后的奇异值的关系,并基于相关阵信道模型利用数值计算统计出单、双极化智能阵列天线的信道特征参数。然后,通过蒙特卡洛数值仿真方法对TD-LTE系统在单、双极化智能阵列天线配置下的误块率性能进行评估。理论分析和仿真结果都表明,双极化智能阵列天线在误块率性能损失较小情况下显著减小了阵列尺寸,具有实际应用价值。

一种适用于5G智能终端的新型自解耦天线对

MIMO技术是5G通信的核心技术,然而在空间受限的智能设备上布置更多的天线将导致天线间相互耦合,造成MIMO系统性能损失;加之智能设备朝全面屏发展的趋势,天线占用的空间也被进一步压缩。因此在小的净空下实现高隔离度是当前5G智能设备天线设计的关键。针对以上问题,文中设计了一种新型自解耦MIMO天线对。该天线对的两个端口在天线一体化结构设计中考虑解耦设计,无需任何额外的解耦结构。仿真结果表明:该自解耦天线对在3.4~3.6 GHz频段上的隔离度大于19 dB;4×4 MIMO系统各端口间的隔离度在3.4~3.6 GHz频段上优于16.7 dB,ECC<0.022,系统仿真的总效率达到88%~94%;该方案在净空1 mm的前提下实现。相比于已有设计,该设计在现有5G智能手机的高集成度MIMO天线领域具有可导入性。