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。

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。

基于统计信道模型的MIMO多天线系统性能研究

由于多径效应的存在,MIMO无线传输系统的性能很大程度上取决于衰落信号空间相关性.研究基于统计的传输信道模型,及在此模型下MIMO多天线系统的接收性能.在理想基站天线结构下,用户终端(UT)的波达信号方位功率谱(APS)模型可应用到Kronecker MIMO信道模型中.研究在Kronecker MIMO信道模型中方位功率谱对MIMO分集和多天线系统性能的影响.数值仿真结果表明:此统计信道模型下的参数估计符合理论和经验;提出的统计信道模型及分析法扩展了以前的MIMO信道模型建模,降低了计算和分析的复杂度.

一种小型化双低频4T4R基站天线阵列设计方法

能够支持双低频4T4R的MIMO基站阵列天线已成为目前运营商布网主流,当采用常规设计时,往往造成天线尺寸过大、风载荷过高等问题.在MIMO阵列天线小型化设计时,由于各阵列间距离缩小,电磁耦合急剧上升,导致各天线水平面波束宽度恶化,性能下降严重.针对此问题,提出了一种小型化阵列天线设计方法.采用波束合成技术,利用一种功率比随频率变化的新型不等功分电桥复用一组辐射单元,这样每列天线均可复用一个窄波束宽度单元,再通过该窄波束单元与其他宽波束单元合成理想的水平面波束宽度,提升天线覆盖性能.实测结果表明:采用本文阵列天线设计方法能够得到收敛的水平面波束宽度,范围在56°～68°,同时具有较好的增益和系统隔离度,大幅改善了天线性能.

基于多特征结合的MIMO穿墙雷达“鬼影”抑制

穿墙雷达由于其工作环境的复杂性,导致接收的目标信号十分微弱,即使通过背景对消抑制了天线耦合波、墙体直达波等强杂波,目标信号也难以突显,同时传统的检测方法并不能解决目标与墙体等环境响应产生"鬼影"目标的问题。为解决这一问题,建立了点目标、扩展目标以及运动目标等模型对虚假"鬼影"目标的产生原因进行分析,并提出了一种基于幅度和空间位置等特征相结合的图像检测方法。仿真和实验结果证明了"鬼影"的理论分析和方法的有效性。