【正文】 統(tǒng)天線的天線相比，它具有信號間彼此無干擾、減少外界干擾和噪聲的影響、提高信號的覆蓋率等特點(diǎn)。 Antenna array。隨著移動用戶和移動業(yè)務(wù)需求量的增加，如用戶需求從簡單的語言通信發(fā)展到短信息、網(wǎng)頁瀏覽甚至視屏和在線游戲等，這些業(yè)務(wù)對傳輸量要求越來越高，通信信道的不足和干擾問題則是移動通信所面臨的 嚴(yán)重問題。 因?yàn)橹悄芴炀€中的自適應(yīng)數(shù)字多波束形成技術(shù)能夠適用于移動通信 CDMA 系統(tǒng)，所以歐州委員的信息社會技術(shù)計(jì)劃和 ACTC 計(jì)劃對智能天線技術(shù)都有支持。 [1] 移動通信及其面臨的問題 移動通信是指通信雙方至少有一方在移動中或是臨時(shí)停在某一個(gè)非預(yù)定的位置上進(jìn)行信息的傳輸和交換，包括移動體和移動體之間、移動體和非移動體之間的通信。 另一方面也 要求通信質(zhì)量以及通信涵蓋范圍有大幅上升 ， 移動通信可以利用的頻譜資源非常有限，但是移動通信業(yè)務(wù)量的需求卻與日俱增 ,越來越多的新型通信技術(shù)開始規(guī)?；貞?yīng)用到移動通信之中。當(dāng)振蕩源的頻率提高到時(shí) 變 電磁場的波長和天線的尺寸可以比擬的時(shí)候，就會產(chǎn)生顯著地輻射。 如果求出了電偶極子所產(chǎn)生的電場、磁場，同時(shí)又知道了某天線上的電流分布規(guī)律，就可以根據(jù)場的疊加原理，利用積分的方法，求出天線所產(chǎn)生的場。 點(diǎn)電荷在周圍產(chǎn)生的場就有球?qū)ΨQ性，標(biāo)量電位 ? 只與徑向 r 有關(guān)， ? 滿足的方程為 2221 0ddrkr dr dr? ????????? （ 21） 設(shè) 1( ) ( )r U rr? ?,則上式變?yōu)? 2 22 0dU kUdr ?? （ 22） 則此式為一維波動方程，其通解為 12() jkr jkrU r c e c e??? （ 23） 于是 ()Ur是瞬時(shí)值表達(dá)式為 ( ) ( )12( , ) R e j t k r j t k rU r t c e c e?????????? （其中 1c 、 2c 為待定系數(shù)） （ 24） 假設(shè) (, )Urt 僅是2 ()rft???的函數(shù)，則 21( , ) ( )rr t f tr? ??? （ 25） 位于坐標(biāo)原點(diǎn)的靜止電荷 ??? 產(chǎn)生的標(biāo)量電位為 () 4r r??? ????? （ 26） 由于靜態(tài)場是時(shí)變場的特殊情況，則時(shí)變場的標(biāo)量位應(yīng)為 ()( , ) 4 rtrt r???? ?????? （ 27） 則體積 ? 內(nèi)部分布電荷產(chǎn)生的標(biāo)量位為 ()1( , ) 4 rtr t dr? ? ????? ?? ? （ 28） 上式表明在 r 點(diǎn)處 t 時(shí)刻的標(biāo)量電位不是由 t 時(shí)刻體積 ? 內(nèi)的電荷密度決定，而是由()rt ?? 時(shí)刻的電荷密度決定，觀察點(diǎn)的位場變 化滯后于源的變化，滯后的 r? 時(shí)間是源的變動以速度 1??傳播距離到觀察點(diǎn)所需要的時(shí)間。 這就意味著 rEH? 以及由 EH??所形成的功率密度的平均值等于零。它們形成了功率密度，即遠(yuǎn)區(qū)場形成向 r 傳播的能量，亦遠(yuǎn)區(qū)場又稱為輻射場。 則 下面 只選擇其中的一項(xiàng)來 定義各參數(shù)。 將其歸一化得 max( , )( , ) fF f???? ? （ 31） 其中 maxf 為方向性函數(shù) ( , )f ?? 的最大值。即方向圖主瓣上兩個(gè)半功率 電平點(diǎn)之間的夾角 (即場強(qiáng)從最大值降到 12倍處之間的夾角 )。旁瓣電平也是天線最主要的指標(biāo)之一，旁瓣不僅損失能量降低系統(tǒng)效率，還是干擾源之一。 天線方向系數(shù) 對于發(fā)射天線來說，方向性系數(shù)是表征天線輻射能量在空間分布的集中程度的量，其定義式為 0( , )( , )D ???? ?? ? (33) 其中 ( , )??? 為輻射強(qiáng)度， 0? 為平均輻射強(qiáng)度。則全極化的峰值增益為 2m a x m a x4( ) ( )nG G k A kp??? (36) 天線的噪聲溫度 天線在接收和處理有用信號 時(shí) ，不可避免地接收的某些干擾信號。將終端的噪聲功率記為 ap ，則 ap 和天線的噪聲溫度 aT 之間的關(guān)系為 aa pT kf? ?? (37) 其中 k? 為玻耳茲曼常數(shù)， f? 為接收系統(tǒng)的帶寬 。 智能天線可以自動的測量出用戶的方向，從而使主波束即主瓣指向用戶，以此來實(shí)現(xiàn)波束跟隨期望用戶的移動而移動。概括的講，智能天線系統(tǒng)由三個(gè)部分組成，即天線陣、波束形成網(wǎng)絡(luò)以及波束形成的算法。直線陣列和平面陣列容易實(shí)現(xiàn)基站的定向覆蓋，而且基站選址更為靈 活，直線陣列和平面陣列可以很容易安置于建筑的側(cè)面或桿狀建筑物上。在各個(gè)陣元上形成了與參考點(diǎn)具有不同相位差的信號。 [5] 那么，智能天線陣列就可以使不同的信號能夠同時(shí)在不同方向上得到運(yùn)用，以此提高了天線系統(tǒng)的容量。 可以得到 n 天線陣元的主瓣最大值指向 0f 時(shí) ,第 n 個(gè)陣元收信電流的相位為 : ? ?00s i n c o s , n 0 ,1 , 2 , n 1 。波束形成是把天線陣列接收到的信號換到基帶，接著進(jìn)行與之相對應(yīng)的空間譜處理，從而得到該信號的空間特征矢量和矩陣以及信號的功率估值和波達(dá)方向（ DOA）估值。 11 通過來波角度估計(jì)進(jìn)行無線定位是具有智能天線的移動通信系統(tǒng)的特色之一。其中 Bartlett 譜估計(jì)方法 交易實(shí)現(xiàn)。 獲得波達(dá)方向的估計(jì)以后，波束形成是智能天線工作的重要內(nèi)容。 [8] 對于某一個(gè)自適應(yīng)算法，首先要衡量其各方面的性能。指在信道發(fā)生變化條件下，自適應(yīng)跟蹤信道的能力。 這 是 個(gè) 非常實(shí)際的衡量標(biāo)準(zhǔn)，指算法所需要的乘加運(yùn)算數(shù)量，這方面的性能決定了算法的實(shí)現(xiàn)成本和硬件性能要求。定義所有的數(shù)據(jù)塊為 X=（ x(1),x(2)?? ,x(N））， N 為數(shù)據(jù)塊的大??；第 k 次迭代生成的權(quán)值為 kW ，其相應(yīng)的輸出序列為 ky ，其表達(dá)式如下： ? ?( 1 ) , ( 2 ) , . . . . ( )H h H Hk k k k ky W X W x W x W x N?? ( (1), ( 2 ), .... ( ))y y y N? (45) 則第 1?k 次迭代的生成權(quán)值，即 1?kW ，則其函數(shù)的最小化： 2Hk11 ( ) ( )NknJ W x n d n????? (46) 其中 )(ndk 為訓(xùn)練序列， 對上式 1?kW 求導(dǎo)數(shù)，并令其為零，可得 11 ? ?k xx xdW R r?? ? (47) 其中 Hxx XXNR 1? ?,11? ( ) ( )Nxd kir x n d nN ?? ? 則 以上式構(gòu)成了最小二乘恒模算法的迭代公式。 目前世界各國對此高度重視，并投入大量的人力物力進(jìn)行研究和開發(fā)工作，且已經(jīng)有各類產(chǎn)品研發(fā)成功并投入使用， 如 Array Comm 公司把智能天線技術(shù)應(yīng)用于 WLL(無線本地環(huán)路 )系統(tǒng)，