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《基于GA的智能天線系統(tǒng)前端扇區(qū)陣列設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于GA的智能天線系統(tǒng)前端扇區(qū)陣列設(shè)計摘要：本文使用遺傳算法（GeneticAlgorithm）設(shè)計了智能天線系統(tǒng)前端的扇區(qū)天線陣列。該天線陣列用于TD-SCDMA基站系統(tǒng)中。首先依據(jù)智能天線系統(tǒng)扇區(qū)覆蓋模式（即廣播波束）對方向圖的要求，利用GA的全局搜索性能，綜合了陣列結(jié)構(gòu)及單元激勵相位。其次對該陣列結(jié)構(gòu)使用GA模擬了智能天線系統(tǒng)工作模式（業(yè)務(wù)波束）下所要求方向圖的陣列激勵幅度和相位。本文首次給出了實際的智能天線系統(tǒng)前端扇區(qū)天線陣列結(jié)構(gòu)，對智能天線技術(shù)的應(yīng)用具有重要意義。關(guān)鍵詞：智能天線、扇區(qū)天線陣列、TD-SCDMA.GA、廣播波朿、業(yè)務(wù)波朿Designoft
2、heSectoredArrayAntennaBasedonGeneticAlgorithmforSmartAntennaSystemFrontEndAbstract:Geneticalgorithmisusedtodesignthesectoredarrayantennainsmartantennasysteminthispaper.ThesectoredarrayantennaisappliedtothebasestationofTD-SCDMA?Firstly,tomeetthedemandofsmartantennasystemsectoredcoverag
3、emode（namelyBroadcastBeam）,thearraysconfigureandexcitationphasearesynthesizedbytheglobal-searchGeneticalgorithm.Secondly,theweightsneededtosimulatetheworkingmode（WorkBeam）areoptimizedbyGeneticAlgorithm.Thesectorantennaarrayofpracticalsmartantennasystemisfirstlyproposed,whichismeaningf
4、ulfortheuseofsmartantennatechnology?KeyWords:SmartAntenna,theSectoredArrayAntenna,TD-SCDMA,GA,BroadcastBeam,WorkBeam1.引言智能天線IT是當(dāng)前通信領(lǐng)域最熱門的技術(shù)之一，其緣由是智能天線技術(shù)可以充分利用無線資源的空間可分割性，提高無線通信系統(tǒng)對無線資源的利用率，從根本上提高系統(tǒng)容量。智能天線系統(tǒng)可以看作是一個空間濾波器，一般主要應(yīng)用于基站系統(tǒng)，其基本思想是可為用戶提供窄定向波束，使主波束對準(zhǔn)通信用戶方向，自動跟蹤通信用戶；而在干擾用戶方向則生成深零點，
5、抑制同道干擾、多址干擾和多徑衰落，以實現(xiàn)顯著提高信干比、增強(qiáng)系統(tǒng)容量的目的。智能天線采用一定陣元數(shù)的陣列天線，由于各陣元的空間位置不同，同一無線電信號到達(dá)各個陣元波程差不同，因而可用于波達(dá)估計（DoA）。不同方向的信號通過陣列天線后產(chǎn)生不同的陣列響應(yīng)，智能天線接收系統(tǒng)可采取一定的算法（可在射頻、中頻或基帶實現(xiàn)）把不同方向的信號區(qū)分開來，從而降低干擾，提高系統(tǒng)性能。因此陣列結(jié)構(gòu)對智能天線系統(tǒng)性能起著重要的影響。通常在研究押能天線的文獻(xiàn)中，涉及到可用于智能天線系統(tǒng)的陣列形式主要有圓環(huán)形陣列、線形陣列或者平而陣。文獻(xiàn)⑷僅從陣列形式角度對可應(yīng)用于智能天線系統(tǒng)川的圓形陣列、
6、球面陣列的陣因子進(jìn)行了討論；而且這些陣列均具有全向性，不適合用于扇區(qū)覆蓋中。文獻(xiàn)⑸提出一種可用于智能天線系統(tǒng)的弧形天線陣列結(jié)構(gòu)，該陣列適合扇區(qū)覆蓋。但是與一般意義上的直線陣相同，該陣列屬于邊射陣，在陣列軸線的兩邊都有輻射，要真正應(yīng)用于扇區(qū)覆蓋,還必須做進(jìn)一步完善。文獻(xiàn)⑹對非全向單元組成的陣列進(jìn)行了研允，提出心臟形單元組成的線陣比全向單元組成的線陣增益大，適用于扇區(qū)覆蓋。但是沒能給出這種單元結(jié)構(gòu)形式，同時與幾乎所有考慮智能天線系統(tǒng)陣列的文獻(xiàn)一樣，均沒有考慮組成陣列之后出現(xiàn)在單元之間的互耦對期望方向圖的影響情況。實際上在陣列天線中，由于單元間互耦影響，使陣列的口徑分布
7、和輸入阻抗發(fā)生變化，輻射方向圖發(fā)生畸變⑺。而本文從工程實現(xiàn)的角度，使用矩量法（MoM）分析綜合出帶有底板的平面陣列。該陣列可滿足不同功能的智能天線系統(tǒng)扇區(qū)覆蓋要求，同吋該陣列可實現(xiàn)波束跟蹤、零點抑制等功能。1.天線結(jié)構(gòu)與分析方法圖1陣列結(jié)構(gòu)及坐標(biāo)系本文設(shè)計的是4通道帶有金屈反射底板的面陣天線。天線結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。陣列屮底板的采用，不僅可以滿足方向圖扇區(qū)覆蓋要求，而且與一般文獻(xiàn)中討論的沒有底板的邊射陣列相比可以提高陣列增益。輻射單元采用直徑為①的圓柱形對稱振子。沿Z軸方向一列中所有單元等幅同相激勵，該方向單元數(shù)目的多少僅取決于智能天線系統(tǒng)對天線陣增益要求的大小
8、。而每一列
