本科生畢業(yè)論文智能天線在移動通信中的應(yīng)用-文庫吧在線文庫
【正文】 要考慮天線的問題。在編寫論文的過程中我遇到了許多的困難，老師和同學(xué)們一如既往的幫助和支持讓我受益匪淺。 再次對以上老師、親人、朋友致以最誠摯的謝 意，謝謝你們！祝你們身體健康、工作順利！ 。 同時智能天線的引入，為無線定位提供了新的解決途徑，也可以用于求助電話服務(wù)，被盜車的跟蹤系統(tǒng)、移動電子商務(wù)等多方面，應(yīng)用前景廣泛。如：智能天 線的校準(zhǔn)，波束賦形的速度問題，設(shè)備的復(fù)雜性的考慮等。 目前世界各國對此高度重視，并投入大量的人力物力進行研究和開發(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)，并采用了可變的陣元配置，其中有 12元和 4 元的環(huán)形狀自適應(yīng)陣列以適用于不同的環(huán)境．其在日本進行的現(xiàn)場實驗，實驗表明在 PHS 基站采用該技術(shù)可以使系統(tǒng)的容13 量增加 3 倍。 這 是 個 非常實際的衡量標(biāo)準(zhǔn)，指算法所需要的乘加運算數(shù)量，這方面的性能決定了算法的實現(xiàn)成本和硬件性能要求。 [8] 對于某一個自適應(yīng)算法，首先要衡量其各方面的性能。其中 Bartlett 譜估計方法 交易實現(xiàn)。波束形成是把天線陣列接收到的信號換到基帶，接著進行與之相對應(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方向（ DOA）估值。 [5] 那么，智能天線陣列就可以使不同的信號能夠同時在不同方向上得到運用，以此提高了天線系統(tǒng)的容量。直線陣列和平面陣列容易實現(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。 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，以此來實現(xiàn)波束跟隨期望用戶的移動而移動。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 ，不可避免地接收的某些干擾信號。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。 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。它們形成了功率密度，即遠區(qū)場形成向 r 傳播的能量，亦遠區(qū)場又稱為輻射場。 點電荷在周圍產(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是瞬時值表達式為 ( ) ( )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)場是時變場的特殊情況，則時變場的標(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 點處 t 時刻的標(biāo)量電位不是由 t 時刻體積 ? 內(nèi)的電荷密度決定，而是由()rt ?? 時刻的電荷密度決定，觀察點的位場變 化滯后于源的變化，滯后的 r? 時間是源的變動以速度 1??傳播距離到觀察點所需要的時間。當(dāng)振蕩源的頻率提高到時 變 電磁場的波長和天線的尺寸可以比擬的時候，就會產(chǎn)生顯著地輻射。 [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停在某一個非預(yù)定的位置上進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。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 嚴重問題。本文首先介紹天線的電磁波理論及天線的一些重要參數(shù)；然后詳細闡述智能天線系統(tǒng)，它是由一個天線陣列、一組波束形成的網(wǎng)絡(luò)以及算法組成的；最后介紹智能天線在處理移動通信問題的優(yōu)勢，和傳統(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。 本 科生畢業(yè)論文 智能天線在移動通信中的應(yīng)用 院 系 電氣信息工程學(xué)院 專 業(yè) 物理學(xué) 班 級 08 物理學(xué) 本科 1 班 學(xué) 號 0601080103 學(xué) 生 姓 名 宋艷菊 聯(lián) 系 方 式 15137461446 指 導(dǎo) 教 師 馮團輝 職 稱 副教授 2020 年 5 月 獨 創(chuàng) 性 聲 明 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下取得的研究成果。由于用戶需求的增加，移動通信系統(tǒng)對天線的要求越來越高。移動通信無疑是與人們的生活關(guān)系最密切的領(lǐng)域之一，而天線是移動通信中最關(guān)鍵的部分。大唐電信信威公司研究開發(fā)的 TDSCDMA系統(tǒng)將智能天線應(yīng)用于時分雙工 (TDD)方式的 WLL 系統(tǒng)中，是國際上第一個使用智能天線系統(tǒng)的 公司 。 2 天線的電磁波理論 電磁波輻射 電磁波輻射是一種攜帶能量的電磁波向遠處傳播出去而不再返回波源的現(xiàn)象。下面給3 出滯后位給出簡單的推導(dǎo)。其電場、磁場的表示式為 sin2 jk rIdl kE j er? ?? ?? ?? （ 212） sin2 jk rIdlH j er? ?? ?? （ 213） 遠區(qū)場明顯的特點是電場強度 E? 與磁場強度 H? 的時間相位相同。 將天線置于球坐標(biāo)系中，由于天線的定向輻射（接收）作用，它在距離 r的球面上各5 點的輻射（接收）強度是不相同的，即是角坐標(biāo) ? ?,?? 的函數(shù)，可寫為 ( , )E Af ??? ，其中A為比例系數(shù) 。如圖 31 所示，這些能量電平低于主瓣， 即天線方向圖主瓣兩旁的小波瓣叫做旁瓣，也叫副瓣。 一般情況下，在方向 k 上的天線的全極化增益表示為 24( ) ( )nG k A kp?? (35)
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