1.4.2 智能天线技术

天线是无线传输技术的核心器件。天线阵列是提高天线性能的重要手段。图1-12所示为边射式天线阵的阵因子方向图。

1. 智能天线的定义

天线与无线通信收发信机的信号输入/输出端连接，通过无线电波实现收发信机两端间的有效能量传递。

通过设计天线的辐射特性，可以控制无线电波波束电磁能的空间分布，提高无线通信业务质量、频谱利用率和多址通信能力。

智能天线是这样一种天线阵列系统，它通过智能算法来合并天线阵因子的信号，以自动适应不同的信号环境。对于给定的方向，智能天线的天线增益是可以自动调节的，这样可以适应不同通信的需求。

2. 智能天线的特点

智能天线实际上是一种空间信号处理技术。如果把它和时间信号处理技术相结合，就会获得更大的好处。

智能天线采用数字方法对阵元所接收到的信号进行加权处理，以形成天线波束。

（1）在用户信号方向：使天线主波束对准用户信号方向；

（2）在干扰信号方向：形成天线方向图的零陷或较低的功率方向图增益。

这样，就使得天线功率集中辐射于有用的信号方向，从而节省了发射机的功率，减少了信号干扰与电磁环境污染，提高了天线的抗干扰能力，达到了抑制干扰的目的。

例1-10 等距离八阵元圆天线阵。

解 图1-13所示为一种等距离八阵元圆天线阵。

智能天线具有两大突出特点：

（1）使用M个天线单元，输出加权合成为一个方向的窄波束，在给定方向上所得到的信号干扰比是全向天线的M倍。这能使移动小区覆盖范围增大M1/r倍，全区覆盖需要的基站数目就减少至M2/r，其中r是电波传播损耗因子，一般取值为3～4。

（2）这种智能天线的天线波束方向上所受到的外界干扰降低M倍，移动通信系统容量可增加M倍。

3. 智能天线的分类

根据采用的天线方向图形状，智能天线可分为以下两类：

（1）自适应方向图智能天线；

（2）固定形状方向图智能天线。

4.智能天线所带来的好处

在无线基站中使用了智能天线技术后，将带来如下主要好处：

（1）提高基站接收机的灵敏度；

（2）提高基站发射机的等效发射功率；

（3）降低系统的干扰；

（4）增加CDMA系统的容量；

（5）改进小区的覆盖；

（6）降低天线基站的成本。