Как работает умная антенна?

Умная антенна, также известная как адаптивная антенна или интеллектуальная антенна, использует методы обработки сигналов для улучшения качества и надежности беспроводной связи. В отличие от традиционных антенн, которые в равной степени передают и получают сигналы во всех направлениях, интеллектуальные антенны динамически регулируют свой рисунок излучения, чтобы оптимизировать силу сигнала в желаемом направлении и подавлять помехи от других источников. Это достигается с помощью нескольких ключевых компонентов и методов:

Компоненты ключей:

* Множественные элементы антенны: Система интеллектуальной антенны состоит из множества множественных антенных элементов, обычно расположенных в определенной геометрии (линейная, круговая, плоская). Каждый элемент получает или передает немного другую версию сигнала.

* Блок обработки сигналов: Это «мозг» системы. Он объединяет сигналы, полученные отдельными элементами антенны, используя сложные алгоритмы для выполнения формирования луча и отмены помех.

* Оценка канала: Блок обработки сигналов постоянно контролирует радиостанцию, оценивая характеристики беспроводного канала, включая прочность сигнала, многолучевые эффекты и источники помех.

Ключевые методы:

* Формирование луча: Это основная функция умной антенны. Регулируя фазу и амплитуду сигналов, передаваемых или полученных каждым элементом антенны, система может создавать сфокусированный луч энергии, направленную на желаемый приемник или передатчик. Это улучшает отношение сигнал / шум (SNR) и уменьшает помехи.

* Адаптивная формирование луча: Это выходит за рамки простой формирования луча путем динамической регулировки луча на основе изменяющихся условий канала. Он непрерывно отслеживает желаемый сигнал и регулирует луч для поддержания оптимальной производительности, компенсируя затухание, помехи и движение передатчика или приемника.

* Пространственное время обработка: Это сочетает в себе формирование луча с методами, которые используют пространственное и временное разнообразие, обеспечиваемое множественными антеннами для повышения надежности и пропускной способности данных. Это особенно полезно в исчезающих средах.

* отмена помех/NULL рулевое управление: Система может идентифицировать источники интерференции и активно направлять нули (области низкого усиления) в схеме антенны к этим источникам, эффективно подавляя помехи.

Как это работает на практике:

1. Прием сигнала (или передача): Индивидуальные элементы антенны получают (или передают) сигнал. Каждый элемент получает немного другую версию из -за фазовых сдвигов и многочисленного распространения.

2. Оценка канала: Блок обработки сигналов анализирует сигналы, полученные от всех элементов антенны для оценки характеристик беспроводного канала, включая направление прибытия (DOA) сигналов и расположение мешающих источников.

3 Основываясь на оценке канала, блок обработки сигнала регулирует фазу и амплитуду сигналов из каждого элемента антенны, чтобы создать луч в направлении желаемого сигнала и нулевых в направлении мешающих сигналов.

4. Комбинация сигнала/передача: Комбинированные сигналы обрабатываются (в приеме) или передаются (при передаче). Полученный сигнал имеет повышенную прочность и уменьшенную интерференцию.

Приложения:

Умные антенны используются в различных приложениях, включая:

* клеточные базовые станции: Улучшение покрытия и емкости.

* Беспроводная локальная локация (Wi-Fi): Повышение пропускной способности и диапазона.

* спутниковая связь: Увеличение скоростей передачи данных и уменьшение помех.

* радиолокационные системы: Улучшение обнаружения и отслеживания цели.

* военное общение: Повышение безопасности и надежности.

По сути, умная антенна действует как сложное, электронное радарное блюдо для беспроводной связи, максимизируя желаемый сигнал, при этом минимизируя нежелательные помехи, что приводит к повышению производительности и эффективности.