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大家走在路上，看到路上的那些天線，有沒(méi)有有過(guò)疑問(wèn)他們是做什么，又是什么怎么工作的呢，其實(shí)天線的學(xué)問(wèn)很多會(huì)涉及到通信中的電磁場(chǎng)的高深學(xué)問(wèn)，以下將介紹天線中最為熱門的研究——智能天線的介紹。

智能天線的概念及原理

智能天線（Smart Antenna）是從自適應(yīng)天線（Adaptive Antenna）發(fā)展而來(lái)的，因此，智能天線有著與自適應(yīng)天線相類似的結(jié)構(gòu)，它們的工作原理基本相同，但是兩者又有明顯區(qū)別：自適應(yīng)天線主要應(yīng)用于干擾信號(hào)強(qiáng)度大而數(shù)量少的場(chǎng)合，比如抵消雷達(dá)系統(tǒng)的干擾；智能天線主要基于抵消幅度較小數(shù)量龐大的多徑干擾，比如城市地表傳播，在信號(hào)處理中它們的差異產(chǎn)生了各自的特色。

從工作原理及其結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，智能天線是由一個(gè)天線數(shù)組（Antenna Array）和一組波束形成（Beam Forming）網(wǎng)絡(luò)（亦稱聚束網(wǎng)絡(luò)）聯(lián)合構(gòu)成的系統(tǒng)。在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，天線數(shù)組通常采用直線數(shù)組與平面數(shù)組兩種形式。確定天線數(shù)組的形式后，天線單元的選擇非常關(guān)鍵。天線單元不僅要達(dá)到本身的性能指針，還必須具有單元之間互耦小、一致性高及加工方便的特點(diǎn)。

智能天線關(guān)鍵技術(shù)

信號(hào)處理是智能天線結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)，主要完成射頻、中頻數(shù)組處理和數(shù)字波束形成兩樣功能。其中進(jìn)行射頻、中頻數(shù)組處理的目的是獲得空間信號(hào)的參數(shù)，這些參數(shù)主要包括信號(hào)數(shù)、信號(hào)來(lái)向、信號(hào)調(diào)制方式及頻率等，信號(hào)來(lái)向?qū)τ趯?shí)現(xiàn)空分多址和自我調(diào)整抑制干擾有著重要作用。下面分別說(shuō)明射頻、中頻、數(shù)字波束形成。

射頻部分

射頻部分包括有數(shù)組天線與高頻處理。由上述我們知道天線單元的選擇很重要，除了必須滿足系統(tǒng)提出的頻帶、駐波比、增益、極化等性能指針外，在實(shí)際中還要做到單元間的互耦小、高度一致與加工方便等，目前廣泛應(yīng)用的是微帶天線。

高頻處理主要是指對(duì)接收或發(fā)射信號(hào)進(jìn)行放大來(lái)滿足A/D變換或發(fā)射功率的要求，高頻放大信號(hào)、變頻和A/D轉(zhuǎn)換等功能以形成數(shù)字信號(hào)這部分功能由接收信道及數(shù)據(jù)采集部分完成。目前，受制于A/D器件抽樣速率，不能直接對(duì)高射頻信號(hào)和微波信號(hào)進(jìn)行采樣，必須降低采樣速率，對(duì)信號(hào)進(jìn)行下變頻處理，考慮到智能天線對(duì)誤差非常敏感，還要保證射頻部分各個(gè)支路幅度和相位一致。

中頻部分

目前，受數(shù)字組件水平的限制，還未能對(duì)天線單元的微波信號(hào)直接采樣，中頻數(shù)組處理較為常用的辦法是先利用下變頻器將微波高頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成中頻，然后使該支路的模擬信號(hào)經(jīng)由濾波和放大進(jìn)行中頻處理，最后再對(duì)它進(jìn)行采樣，典型的實(shí)現(xiàn)方法有以下兩種。

一是采用雙下變頻單路接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法，高頻信號(hào)通過(guò)混頻器變換成中頻信號(hào)；為調(diào)節(jié)各支路間相位與幅度的不一致而使用均衡器。雙下變頻單路接收機(jī)降低了A/D變換器采樣速率的要求，接收機(jī)整體增益分配更加靈活。

一是直接采樣單路接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)方法，因使用更快速率的A/D變換器和其他一些輔助性數(shù)字器件，采用直接以中頻對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣的方式來(lái)解決信道中兩路信號(hào)的適配問(wèn)題。

小結(jié)

智能天線技術(shù)集合了多種通信知識(shí)，包括自適應(yīng)技術(shù)、微波傳輸技術(shù)、信號(hào)檢測(cè)與信號(hào)處理等，綜合性要求很高。智能天線技術(shù)可以充分利用無(wú)線資源的空間可分性，提高無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)資源的利用率，并從根本上提升系統(tǒng)容量。

經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，智能天線已從當(dāng)初單一的軍事應(yīng)用逐步進(jìn)入民用通信應(yīng)用領(lǐng)域，但應(yīng)該承認(rèn)行動(dòng)通信和個(gè)人通信應(yīng)用智能天線的難度較大，其原因在于行動(dòng)的多用戶、電波傳播的多路徑等因素造成了信號(hào)動(dòng)態(tài)捕獲與跟蹤的難度，移動(dòng)通信和個(gè)人通信中智能天線應(yīng)用較晚，而無(wú)線接入系統(tǒng)尤其是固定式無(wú)線接入系統(tǒng)卻較早應(yīng)用。

綜上所述，智能天線真正運(yùn)用于個(gè)人無(wú)線通信系統(tǒng)還有很長(zhǎng)的路要走，但可以預(yù)見(jiàn)其在將來(lái)能夠大放異彩。