天線技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：天線技術(shù)論文范文

本文以面向文檔的NoSQL作為數(shù)據(jù)持久層，面向文檔的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)容易許多，在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢(xún)、數(shù)據(jù)庫(kù)操作接口方面都有很大的優(yōu)勢(shì)］。因?yàn)槊嫦蛭臋n的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)不支持多張表的JOIN操作，因此在對(duì)面向文檔的NoSQL數(shù)據(jù)集合進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮到這方面的因素。本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要的業(yè)務(wù)功能可以分為3個(gè)模塊，分別是小區(qū)信息查詢(xún)模塊、報(bào)表統(tǒng)計(jì)模塊和用戶、終端管理模塊，因此，數(shù)據(jù)集合的設(shè)計(jì)同樣從這三個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。各個(gè)數(shù)據(jù)集合之間的關(guān)系如圖1所示。考慮到在對(duì)數(shù)據(jù)表進(jìn)行設(shè)計(jì)所依據(jù)的原則基本一致，因此以下僅對(duì)小區(qū)信息查詢(xún)模塊的數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)進(jìn)行著重分析。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)模型需要結(jié)合系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行分析。此系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)小區(qū)天線參數(shù)信息進(jìn)行保存、管理，并以友好的界面展示給用戶，并響應(yīng)用戶的各種操作。因此，在大部分的操作中，存儲(chǔ)天線實(shí)時(shí)參數(shù)的ANTENNAARGS表會(huì)產(chǎn)生大量的插入操作，本文根據(jù)各個(gè)表的不同讀寫(xiě)比進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如圖2所示。本文將天線表、區(qū)域表以?xún)?nèi)嵌的形式放入了小區(qū)表，將天線參數(shù)表設(shè)計(jì)成單獨(dú)的集合，并以引用的方式指向了小區(qū)表主要是考慮到天線參數(shù)集合是被訪問(wèn)最頻繁的表，會(huì)產(chǎn)生大量的讀寫(xiě)操作，因此在小區(qū)集合與天線參數(shù)集合之間采用的是范式化的模式。其中，天線工參表(ANTENANARGS表)用來(lái)存儲(chǔ)從各個(gè)采集終端傳輸至管理系統(tǒng)的小區(qū)天線實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，具體如表1所示。小區(qū)信息表(CELL表)用來(lái)存儲(chǔ)各個(gè)小區(qū)的地址、天線相關(guān)參數(shù)詳細(xì)信息，如表2所示。除了上述表之外還有采集終端表(TERMI-NAL)、天線信息表(ANTENNA)和告警表(ALARM-REPORT)等。數(shù)據(jù)庫(kù)運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)將所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存入相應(yīng)表中。

2數(shù)據(jù)庫(kù)自動(dòng)分片設(shè)計(jì)

管理系統(tǒng)在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量的寫(xiě)操作，進(jìn)而帶來(lái)頻繁的磁盤(pán)I/O操作，在大數(shù)據(jù)下，最好采用將數(shù)據(jù)庫(kù)分布在多臺(tái)服務(wù)器上，即分片［7］。本文采用Auto-Sharding(自動(dòng)分片)及Replic-Set(復(fù)本集)相結(jié)合的方式來(lái)減輕單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的負(fù)載，即在每臺(tái)Server上各自運(yùn)行一個(gè)實(shí)例，組成一個(gè)Replic-Set，最后再各運(yùn)行一個(gè)實(shí)例，組成ConfigServer。直接執(zhí)行Addshard操作即可增加分片以緩解服務(wù)器的壓力，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。分片的實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)在于片鍵設(shè)計(jì)。本文將保存天線參數(shù)信息的集合聲明了一個(gè)復(fù)合片鍵{Lacci:1，Day:1}。當(dāng)來(lái)自不同的小區(qū)(可以根據(jù)Lacci進(jìn)行判斷)向集群系統(tǒng)插入數(shù)據(jù)時(shí)，可以預(yù)計(jì)到在大部分情況下，同一小區(qū)的數(shù)據(jù)會(huì)落在單個(gè)塊或片上。

3數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)的實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)查詢(xún)功能為本數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的重要功能之一。數(shù)據(jù)庫(kù)將小區(qū)信息、天線參數(shù)等相關(guān)的數(shù)據(jù)信息根據(jù)用戶的要求，以界面或報(bào)表的形式全部或部分的顯示給用戶?；诒緮?shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)，用戶通過(guò)數(shù)據(jù)查詢(xún)菜單進(jìn)入相應(yīng)查詢(xún)界面，獲取小區(qū)信息、終端信息及告警信息等。實(shí)現(xiàn)“天線工程參數(shù)查詢(xún)”功能的工作流程如圖3所示。為了實(shí)現(xiàn)小區(qū)天線參數(shù)查詢(xún)功能，客戶端需要向數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送2次請(qǐng)求，用戶根據(jù)需求，向控制器發(fā)送查詢(xún)請(qǐng)求，控制器處理查詢(xún)命令，對(duì)相應(yīng)的小區(qū)進(jìn)行信息查詢(xún)，待小區(qū)返回信息后，將用戶的查詢(xún)命令發(fā)送至對(duì)應(yīng)小區(qū)，根據(jù)需求讀取有用信息，并返回給用戶。跟關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)相比，由于省去了大量的多表連接操作，實(shí)際上查詢(xún)的效率要高于基于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的多表連接查詢(xún)。查詢(xún)工作的SQL語(yǔ)句如下。

4數(shù)據(jù)庫(kù)備份與恢復(fù)

數(shù)據(jù)安全在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中有很重要的地位。在各種意外情況下，如計(jì)算機(jī)硬件故障等，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行備份和恢復(fù)能夠保障數(shù)據(jù)的完整性和安全性，使得數(shù)據(jù)損失降到最?。?］。本數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的備份選用的是副本集的方式［7］:在主節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行操作，寫(xiě)入的數(shù)據(jù)被一步地同步到所有的從節(jié)點(diǎn)上，并從主節(jié)點(diǎn)或從節(jié)點(diǎn)上讀取數(shù)據(jù)，如果主節(jié)點(diǎn)由于某些原因斷線，會(huì)自動(dòng)將一個(gè)從節(jié)點(diǎn)提升為主節(jié)點(diǎn)。在查詢(xún)分析器中運(yùn)用SQL語(yǔ)句完成數(shù)據(jù)庫(kù)的備份和恢復(fù)。在數(shù)據(jù)庫(kù)管理界面中，用戶通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)備份與恢復(fù)功能進(jìn)行相應(yīng)操作，確保數(shù)據(jù)的正確行和完整性。

5結(jié)束語(yǔ)

第2篇：天線技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】CDMA系統(tǒng);多用戶檢測(cè);圓陣天線

1.引言

碼分多址（code division multiple acce-ss，CDMA）系統(tǒng)作為一個(gè)自干擾系統(tǒng)，它存在的多址干擾（Multiple Access Inter-ference，MAI）是限制CDMA系統(tǒng)容量和性能的主要因素。在抗MAI方面，近年的研究主要提出了多用戶檢測(cè)、擴(kuò)頻碼設(shè)計(jì)和智能天線技術(shù)[1]。其中多用戶檢測(cè)和智能天線技術(shù)在對(duì)抗MAI方面效果較突出[2]。然而現(xiàn)有的多用戶檢測(cè)只在消除小區(qū)內(nèi)干擾方面取得了較好的效果，而小區(qū)間的干擾問(wèn)題沒(méi)有解決，智能天線技術(shù)很好的解決了這一問(wèn)題。因此，本文主要探討基于智能天線與多用戶檢測(cè)技術(shù)的聯(lián)合抗干擾技術(shù)。

2.聯(lián)合抗干擾模型

智能天線分為圓陣和線陣兩大類(lèi)。圓陣與線陣相比，能提供俯仰角的估計(jì)，不僅能在水平面內(nèi)全向掃描，也能產(chǎn)生最大值指向陣面法線方向的單波束方向圖進(jìn)行全向波束賦形，直接對(duì)準(zhǔn)用戶的接收端，還能通過(guò)自動(dòng)調(diào)整各個(gè)陣元的加權(quán)因子，來(lái)控制其方向圖。故論文以圓陣天線作為接收端的接收天線，以消除小區(qū)間干擾。

圓陣天線的陣因子為：

（1）

其中，An為激勵(lì)電流的幅值，在此為一定值，所以討論陣因子時(shí)它不作考慮。

是第n個(gè)單元的角位置，an為激勵(lì)電流的相位，為了方便下面的討論，這里我們假設(shè)an=0。

則由式（1）得：

（2）

（3）

式中：

，

天線的陣因子為：，，wi為各天線單元加權(quán)值。

陣列天線實(shí)質(zhì)上是一個(gè)空域?yàn)V波器，但對(duì)小區(qū)內(nèi)存在的干擾并無(wú)明顯改善。因此，論文同時(shí)引入能有效消除小區(qū)內(nèi)干擾的多用戶檢測(cè)技術(shù)。

為了與圓陣天線合理匹配，減小系統(tǒng)復(fù)雜度并減小背景噪聲，我們選擇了多用戶檢測(cè)中的線性變換方式的最小均方誤差檢測(cè)（MMSE）。

其基本思想是使第k個(gè)用戶發(fā)送的信號(hào)與估計(jì)值的均誤方差值最小。為了使接收端信號(hào)的判決比特與發(fā)送端傳輸比特bk之間的均方誤差最小，現(xiàn)定義第k個(gè)用戶的線性變換函數(shù)wk，滿足：

（4）

令，K*K階的矩陣表示K個(gè)用戶之間的線性變換矩陣，則MMSE準(zhǔn)則下的線性檢測(cè)問(wèn)題轉(zhuǎn)換為：

（5）

要求矩陣W以滿足上式，則令：

可以解得最小均誤方差準(zhǔn)則下的線性變換矩陣：

（6）

因此，MMSE線性檢測(cè)器后的判決輸出為：

（7）

3.仿真

利用Matlab進(jìn)行仿真。聯(lián)合抗干擾模型分為圓環(huán)陣列天線與MMSE檢測(cè)兩個(gè)部分。首先，在不考慮系統(tǒng)中所有用戶的地理位置分布情況下，選擇采用圓陣天線作為接收天線和不采用兩種設(shè)置，設(shè)載波波長(zhǎng)為，陣元間距d為載波波長(zhǎng)的二分之一，即。圓環(huán)陣列天線的陣元數(shù)設(shè)為8，方位角為（-90o，90o），仰角為（0o，90o）。兩種設(shè)置在天線接收信號(hào)后都采用MMSE最小均方誤差法對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行判決。結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知，只有MMSE檢測(cè)的CDMA系統(tǒng)，信噪比從0dB達(dá)到8dB的這一過(guò)程中，誤碼率性能有所改善，但不明顯。而引合抗干擾的CDMA系統(tǒng)，誤碼率性能已經(jīng)大大下降，達(dá)到一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

圖1 聯(lián)合抗干擾引入前后CDMA系統(tǒng)誤碼率

和信噪比關(guān)系圖

4.結(jié)論

論文論述了基于圓陣天線與MMSE檢測(cè)的聯(lián)合抗干擾技術(shù)。提出了使用八陣元圓環(huán)陣列天線作為接收天線，以MMSE檢測(cè)作為檢測(cè)算法的聯(lián)合抗干擾模型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，引合抗干擾后，系統(tǒng)的誤碼率性能明顯改善，系統(tǒng)容量從而得到了提升。

參考文獻(xiàn)

[1]Guerci J.R.，Driscoll T.，Hannigan R.，etc..Next Generation Affordable Smart Antennas[J].Microwave Journal，2014，57（1）：24-40.

[2]Botsinis Panagiotis，Ng Soon Xin，Hanzo Lajos.Fixed-Complexity Quantum-Assisted Multi-User Detection for CDMA and SDMA[J].Communications，IEEE Transactions on，2014，62（3）：990-1000.

第3篇：天線技術(shù)論文范文

論文關(guān)鍵詞：曲折型天線，UHF頻段，微帶天線，HFSS

 

（一）引言

隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，基于此技術(shù)的各種應(yīng)用得到迅速發(fā)展。在無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）、射頻標(biāo)簽（RFID）、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)等應(yīng)用中，天線作為無(wú)線電設(shè)備中發(fā)射和接收無(wú)線電波的裝置，將在很大程度上影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。這些應(yīng)用也對(duì)天線的小型化，全向性，多極化提出來(lái)較高的要求。微帶天線以其體積小，重量輕，便于集成等優(yōu)點(diǎn)，在無(wú)線通信應(yīng)用中得到了的大量的應(yīng)用與改進(jìn)。本文就應(yīng)用于特高頻（UHF）頻段的印刷天線進(jìn)行了小型化的設(shè)計(jì)改進(jìn)，在HFSS中設(shè)計(jì)并仿真了一個(gè)工作在2.4GHz頻點(diǎn)的印刷曲折型天線。

（二）天線原理與結(jié)構(gòu)

印刷單極天線一般由覆在介質(zhì)層同側(cè)或兩側(cè)的單極貼片和導(dǎo)體地板構(gòu)成，通過(guò)微帶線或共面波導(dǎo)進(jìn)行饋電。

先比較一下曲折型天線相對(duì)于鞭狀天線在尺寸上的優(yōu)勢(shì)。早期采用的單極鞭狀天線，如圖1（a）所示，集成面積過(guò)大，不利于小型化與低成本生產(chǎn)；而采用曲折型結(jié)構(gòu)，如圖1（b）所示，就有效地縮減了單極鞭狀天線的尺寸。

圖1（a）鞭狀天線 （b）曲折型天線

單極鞭狀天線一般采用半波對(duì)稱(chēng)天線的單臂構(gòu)成，即天線臂長(zhǎng)，由于天線印制到電路板上，印制天線位于空氣與介質(zhì)板之間，且介質(zhì)板背面無(wú)金屬，因?yàn)槭馨宀挠绊懳炀€，天線的諧振長(zhǎng)度L應(yīng)由經(jīng)驗(yàn)公式得出波長(zhǎng)的修正值來(lái)計(jì)算：

（1）

式中，為真空中波長(zhǎng)，為有效介電常數(shù)。

有效介電常數(shù)由相對(duì)介電常數(shù)與微帶線線寬w以及板厚度h確定

（2）

當(dāng)采用厚度為1.6mm，相對(duì)介電常數(shù)為4.4的FR-4材質(zhì)的介質(zhì)板時(shí)，根據(jù)公式計(jì)算數(shù)據(jù)在HFSS中優(yōu)化后得到的2.4GHz的諧振天線臂長(zhǎng)約為27.5mm，天線尺寸較大，使得應(yīng)用上限制了節(jié)點(diǎn)器件的尺寸大小；而采用曲折型結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使天線的諧振長(zhǎng)度縮短到了13.5mm，這樣的尺寸與它的結(jié)構(gòu)使得在無(wú)線模塊集成天線時(shí)，電路的設(shè)計(jì)可以更為緊湊。

尺寸的縮減要以犧牲有效帶寬為代價(jià)，此處有效帶寬定義為<-10dB的頻帶寬度。在仿真結(jié)果中可以看到有效帶寬隨著尺寸的縮減而下降。

天線的每一節(jié)曲折部分的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，因此可以考慮用終端短路傳輸線模型等效成電感來(lái)考慮其結(jié)構(gòu)對(duì)天線的影響。因此，曲折型天線可等效為加載電感的鞭狀天線，曲折型部分正好平衡了單極天線的負(fù)虛阻抗部分。天線的輻射特性類(lèi)似于鞭狀天線，但天線的電流分布將發(fā)生改變，不會(huì)再是一個(gè)正弦函數(shù)。在此，由于其與鞭狀天線的類(lèi)似性，不再討論天線的輻射功率，輻射阻抗，以及電磁場(chǎng)的分布。

下面以傳輸線理論簡(jiǎn)要分析曲折型天線。根據(jù)傳輸線理論，每一段曲折線部分的輸入阻抗為

（3）

式中， , 為自由空間中的波數(shù)，為有效介電常數(shù)，為每段曲折線長(zhǎng)度，即以饋線為中軸垂直線，曲折線部分的一半水平長(zhǎng)度。

此處曲折線部分的特性阻抗為

（4）

式中，為每段曲折線間距，為曲折線線寬，波阻抗。

由上述計(jì)算式可見(jiàn)，曲折線的間距、線寬、每段長(zhǎng)度以及段數(shù)的不同，將改變影響天線的電抗部分，從而影響阻抗匹配到50歐姆的傳輸線小論文。通過(guò)計(jì)算與軟件仿真，得出匹配到50歐姆傳輸線時(shí)的參數(shù)值為：=3mm，=1mm，=4mm，段數(shù)為3。

天線設(shè)計(jì)的第一步一般是選擇合適的介質(zhì)基片并確定其厚度h， 因?yàn)榛牧系南鄬?duì)介電常數(shù)、損耗正切角tanδ 和厚度h將直接影響微帶天線的性能指標(biāo)。采用較厚的基片，可以展寬工作頻帶，效率也較高，但是過(guò)大會(huì)引起表面波的明顯激勵(lì)。采用較高的，微帶天線的尺寸較小，但帶寬較窄微帶天線，E面的方向圖較寬。當(dāng)減小時(shí)，可以使輻射對(duì)應(yīng)的Q 值下降，從而使頻帶變寬，降低還將減小表面波的影響。

本文所設(shè)計(jì)的曲折型天線直接印刷在厚度為1.6mm，相對(duì)介電常數(shù)為4.4的FR-4材質(zhì)的介質(zhì)基板上，介質(zhì)板的尺寸為32mm*18mm。具體天線結(jié)構(gòu)與在HFSS中仿真優(yōu)化后使用的尺寸數(shù)據(jù)如圖 2 所示。天線由3個(gè)曲折部分與末端延長(zhǎng)的部分組成，由50歐姆微帶線饋電。通過(guò)調(diào)節(jié)每段曲折線的長(zhǎng)度與間距，以及末端延長(zhǎng)線的長(zhǎng)度，來(lái)調(diào)整天線達(dá)到合適的諧振長(zhǎng)度。

圖2 優(yōu)化后的天線結(jié)構(gòu)與尺寸

（三）仿真結(jié)果與分析

借助仿真軟件 HFSS，天線的參數(shù)的仿真結(jié)果如圖 3 所示。在2.4G處，=-32.7dB。有效帶寬（按-10dB計(jì)算）為700MHz左右。可見(jiàn)此曲折型天線的帶寬雖然比單極鞭狀天線帶寬減小很多，但對(duì)于該頻段的應(yīng)用仍是足夠?qū)挼摹?/p>

圖3 參數(shù)仿真結(jié)果

圖 4 給出了天線在f=2.4GHz頻率點(diǎn)上的 E 面和 H 面方向圖。由天線輻射方向圖可以看出，該天線具有近似全向性能，能夠滿足引言中提到的該頻段的一些應(yīng)用的全向性要求。

圖4 天線在2.4GHz的方向圖

該天線具有成本低、重量輕、易于加工與集成的優(yōu)點(diǎn)，采用曲折線結(jié)構(gòu)，使天線所占面積為：13.5mm×9.5mm，基本滿足了小型化的要求，易于集成在射頻電路板上。

（4）結(jié)論

本文研究了一種曲折型印刷天線。通過(guò)采用曲折線結(jié)構(gòu)縮小天線尺寸，與鞭狀天線相比較，該天線具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于調(diào)整、制作方便的優(yōu)點(diǎn)。該天線在HFSS仿真測(cè)試中的數(shù)據(jù)顯示其能夠使用在UHF頻段的一些應(yīng)用中。在改進(jìn)方面，對(duì)于天線可以在饋電位置上做一些調(diào)整，以獲得更好的性能。并且可以將曲折線結(jié)構(gòu)與倒F天線結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使天線尺寸得到進(jìn)一步的縮小。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Warnagiris,T.J. and Minardo, T.J., "Performance of a Meandered Line as anElectrically Small Transmitting Antenna," [C]IEEE Transactionson Anrennas andPropagation, vol.46, no.12, pp. 1797 - 1801, 1998.

[2]左群聲,金林,胡明春,趙玉潔等譯.無(wú)線通信天線手冊(cè)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2004.

第4篇：天線技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】無(wú)線 防火 監(jiān)控

森林火災(zāi)是一種突發(fā)性強(qiáng)、破壞性大、救助困難的自然災(zāi)害。做好森林防火工作，有效預(yù)防和撲救森林火災(zāi)，是確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全的迫切需要.當(dāng)森林發(fā)生火災(zāi)時(shí)，只有做到早發(fā)現(xiàn)、早解決，才能把損失降到最小。針對(duì)我國(guó)森林防火的實(shí)際需要，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一整套森林防火的解決方案。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖，如圖1所示。

1.1 圖像傳輸設(shè)備的選擇及技術(shù)參數(shù)

模擬圖像傳輸系統(tǒng)采用調(diào)頻體制，信號(hào)帶寬27MHz。為了保證信號(hào)之間互不干擾，兩路信號(hào)中心頻率間隔應(yīng)大于38MHz。目前國(guó)產(chǎn)模擬圖像傳輸系統(tǒng)主要有L波段、S波段、Ku波段幾種，頻率范圍分別為：L波段：950～1750MHz；S波段：2200～2700MHz；Ku波段：11～13GHz。

如果以38MHz頻率間隔計(jì)算，各頻段可同時(shí)傳輸?shù)淖疃嗦窋?shù)分別為：L波段：21路；S波段：13路；Ku波段：50路。

本系統(tǒng)共需同時(shí)傳輸15路圖像信號(hào)，L波段利用頻率復(fù)用技術(shù)可以做到30路圖像傳輸，從系統(tǒng)要求整體設(shè)備性能及造價(jià)來(lái)考慮，選擇L波段。微波傳輸需滿足視距傳輸條件，即監(jiān)控點(diǎn)至控制中心傳輸路徑上無(wú)遮擋（收發(fā)天線間可視）。

該系統(tǒng)方便安裝，傳輸圖像鮮明，主要是利用微波頻段傳輸，包括報(bào)警信號(hào)、伴音和視頻。

微波圖像傳輸系統(tǒng)：主要技術(shù)指標(biāo)：頻段：L波段950～1750MHz、KU波段11～13GHz；功率：10～40dBm；

微波工程接收機(jī)技術(shù)指標(biāo)：輸入頻率： 950-2050MHz；輸入阻抗：75Ω；輸入電平：-65-- -35dBm；中頻帶寬：27MHz；噪聲門(mén)限：6dB典型值；視頻制式：PAL；去加重：CCIR405-1 625行；視頻輸出：1V峰-峰值；頻率響應(yīng)：+1- -2dB（10KHz-5MHz）；工作電壓： AC150V-AC270V；功耗：15W；LNA電源：18V/100mA。

1.2 無(wú)線指令遙控系統(tǒng)

無(wú)線遙控是指實(shí)現(xiàn)對(duì)被控目標(biāo)的非接觸遙遠(yuǎn)控制，在工業(yè)控制、航空航天、家電領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。我們?cè)O(shè)計(jì)的系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)接口，以適應(yīng)各種協(xié)儀。由發(fā)射和接收部分組成，可以控制云臺(tái)、鏡頭。

2 原理設(shè)計(jì)

如圖2所示。

2.1 功能簡(jiǎn)述

在森林內(nèi)多個(gè)地點(diǎn)放攝像機(jī)，通過(guò)無(wú)線發(fā)射C（帶煙傳感接收）發(fā)射各種信號(hào)，接收機(jī)能夠看到森林中各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀況。

前端指令機(jī)能接收到監(jiān)控點(diǎn)發(fā)出的指令，解碼器來(lái)執(zhí)行中心的指令，控制云平臺(tái)左右上下的轉(zhuǎn)動(dòng)，以及對(duì)鏡頭進(jìn)行長(zhǎng)焦、短焦的改變等。

2.2 控制原理

2.2.1 無(wú)線圖像傳輸?shù)倪^(guò)程

無(wú)線圖像傳輸頻率復(fù)用采用分割方式，圖像通道采用微波點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式。攝像機(jī)通過(guò)采集的視頻信號(hào)輸送給發(fā)射機(jī)，然后輸出給天線，以微波的無(wú)線形式傳送給監(jiān)控設(shè)備的天線，接收設(shè)備接收到信號(hào)了以后，再經(jīng)過(guò)解調(diào)還原視頻信號(hào)，這樣就可以有確盤(pán)錄像機(jī)中顯示圖像了。

在實(shí)際使用的微波通信線路中，總是使用方向性非常強(qiáng)的天線，并把收、發(fā)天線對(duì)準(zhǔn)，以使接收端收到較強(qiáng)的直射波。但是，由于受天線的方向性所限，總會(huì)有一部分電磁波透射到地表面，經(jīng)地表面反射后到達(dá)收信端的天線，或散射進(jìn)入太空；其次，由于大氣層中存在不均勻的氣體，也會(huì)造成電磁波的折射和吸收，損失掉一部分能量；另外，由于微波無(wú)法穿過(guò)傳輸線路上的固體物，所以，在傳輸路線上的固體物，特別是高大的建筑物，就會(huì)使微波造成繞射和電平損耗。因此，微波通信既有直線傳輸特性，又有多徑傳輸特性，在無(wú)遮擋的情況下，傳輸距離可達(dá)70公里。廣泛用于公安、武警、消防、交通、金融、油田、廠礦等領(lǐng)域的遠(yuǎn)距離無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)。

2.2.2 無(wú)線指令控制的過(guò)程

控制通道采用碼分多址、一對(duì)多點(diǎn)方式。指令信號(hào)通過(guò)主機(jī)輸入指令參數(shù)，再通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射到森林中的各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)中，監(jiān)控點(diǎn)接收到主機(jī)發(fā)射過(guò)來(lái)的信號(hào)，先通過(guò)校驗(yàn)，再通過(guò)無(wú)線指令接收機(jī)解調(diào)出控制數(shù)據(jù)給解碼器，解碼器再根據(jù)地址碼來(lái)判斷是否解碼，同時(shí)具備雙向語(yǔ)音功能，可以適時(shí)對(duì)話。

3 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)證明：通過(guò)采用硬盤(pán)錄像系統(tǒng)，進(jìn)行實(shí)時(shí)錄象，上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)可以通過(guò)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控并查詢(xún)錄像資料，能真實(shí)記錄火災(zāi)發(fā)生及救火的過(guò)程，提供有效真實(shí)的資料，其性能可靠；高清晰、高畫(huà)質(zhì)，成為技術(shù)先驅(qū)。

參考文獻(xiàn)

[1]杜建華，張認(rèn)成.火災(zāi)探測(cè)器的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].消防技術(shù)，2004（07）：10-15.

[2]徐春燕.火災(zāi)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用[J].鞍鋼技術(shù)，2000（09）：60-62.

[3]花鐵森.消防報(bào)警產(chǎn)品和系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀與市場(chǎng)[J].安防科技，2003（06）：4-12.

[4]祁勇.火災(zāi)自動(dòng)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展和今后的方向[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2002（04）：3-4.

[5]謝磊.基于ZigBee的倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)采集傳輸管理系統(tǒng)研究[D].西安：西安工業(yè)大學(xué)[碩士學(xué)位論文]，2011.

[6]李志華.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].汕頭：汕頭大學(xué)[碩士學(xué)位論文]，2009.

[7]顏學(xué)義.基于ZigBee的智能火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)[碩士學(xué)位論文]，2008.

[8]吳起，蔣軍成.基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析處理[J].中國(guó)安全科學(xué)報(bào)，2006，16（01）：39-43.

[9]田亞.基于ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D].上海：同濟(jì)大學(xué)[碩士學(xué)位論文]，2007.

作者簡(jiǎn)介

李慶華（1979-），男，湖南省郴州市人?，F(xiàn)為東莞市同門(mén)電子科技有限公司高級(jí)電工。研究方向?yàn)殡娐吩O(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。

第5篇：天線技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】單極天線 套筒天線 RFID

【中圖分類(lèi)號(hào)】 TN82【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】 A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0028-02

1 引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)及RFID技術(shù)的發(fā)展與普及，越來(lái)越多的應(yīng)用需要具有UHF RFID讀寫(xiě)功能的手持設(shè)備。UHF RFID天線的性能、體積和成本是業(yè)界關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。本文設(shè)計(jì)的天線是一款成本低、加工方便，且?guī)挐M足UHF RFID（860MHz～960MHz）工作帶寬的天線。

傳統(tǒng)的單極天線是豎直的具有四分之一波長(zhǎng)的天線[1]。該天線安裝在一個(gè)接地平面上，它可以是實(shí)際地面，也可以是人造接地面上。手機(jī)內(nèi)置天線中也常采用變形單極子天線。普通PCB單極天線地板對(duì)天線指標(biāo)的影響非常大，有文獻(xiàn)專(zhuān)門(mén)對(duì)地板長(zhǎng)度對(duì)天下的影響做過(guò)研究，結(jié)果如圖1所示[2]。

本文設(shè)計(jì)的天線克服了傳統(tǒng)PCB單極天線對(duì)地板長(zhǎng)度的依賴(lài)，具有工作頻率穩(wěn)定、端口駐波特性好、可用同軸電纜饋電、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便等優(yōu)點(diǎn)。

2 理論分析

本文設(shè)計(jì)的天線為了能達(dá)到阻抗和帶寬的要求，采用天線加頂?shù)姆椒ㄌ岣咻椛潆娮?。為增加垂直部分的有效高度，可以在天線頂部加裝水平部分使天線類(lèi)似倒L型。當(dāng)水平部分和垂直部分之和接近時(shí)，有效高度最大，同時(shí)可以使天線的輸入電抗分量大大減小。設(shè)計(jì)中借鑒了套筒單極天線的工作原理，在單極天線的底部套上接地外壁，與普通單極子天線類(lèi)似。套筒單極子天線的總長(zhǎng)度通常取為工作頻段下限頻率的四分之一波長(zhǎng)，即λ/4。在總長(zhǎng)度確定的情況下，天線的電性能主要取決于上輻射體長(zhǎng)度與套筒接地外壁的長(zhǎng)度之比，有文獻(xiàn)認(rèn)為2.25 是套筒單極子天線的最佳長(zhǎng)度比[3]。

本文的天線設(shè)計(jì)仿真采用矩量法。矩量法是一種將連續(xù)方程離散化為代數(shù)方程組的方法，這種方法對(duì)于求解微分方程和積分方程均適用。在天線工程中，當(dāng)天線的最大尺寸不大于兩個(gè)波長(zhǎng)時(shí)，非常適合于用矩量法。

假設(shè)導(dǎo)線的線徑與波長(zhǎng)相比非常細(xì)，導(dǎo)線上的電流只沿導(dǎo)線的軸線流動(dòng)，則線上電流J產(chǎn)生的電場(chǎng)Es可以表示為：

頻段內(nèi)。然后再調(diào)整參數(shù)d改變套筒與輻射體的長(zhǎng)度比，這樣也很容易地將天線的駐波特性調(diào)整好。

4 參數(shù)優(yōu)化

經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的天線版圖如圖4所示，其中的參數(shù)具體值為：a=6mm、b=35.3mm、c=45.3mm、d=31.6mm、e=5.5mm、f=62.4mm、g=2mm。

經(jīng)過(guò)優(yōu)化后的天線S11參數(shù)如圖5所示，工作頻段860 MHz～960MHz內(nèi)天線的駐波都在1.5以下。

通過(guò)觀察天線的2D和3D輻射圖可以看到，天線在一個(gè)方向上有較大的輻射，增益達(dá)到了5dB。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合單極天線和套筒天線的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)了一種PCB單極天線，并且給出了具體的PCB版圖。從仿真結(jié)果可以看出達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 王元坤， 李玉權(quán) 線天線的寬頻帶技術(shù)〔M ] 西安 西安電子科技大學(xué)出版社，1995

[2] 朱文濤 L形地板結(jié)構(gòu)平面單極天線的研究 北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009

第6篇：天線技術(shù)論文范文

論文關(guān)鍵詞：智能天線 碼分多址 自適應(yīng)陣列 移動(dòng)通信 系統(tǒng)容量

論文摘要：近年發(fā)展起來(lái)的CDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)技術(shù)相對(duì)于FDMA、TDMA系統(tǒng)具有較大的容量，但由于多徑干擾、多址干擾的存在，其容量?jī)?yōu)勢(shì)并沒(méi)有得到充分的發(fā)揮，如果在基站上采用智能天線可以降低這些干擾的影響，提高系統(tǒng)的性能。本文通過(guò)對(duì)智能天線的認(rèn)識(shí)、優(yōu)勢(shì)的闡述，從而引發(fā)智能天線在現(xiàn)代移動(dòng)通信中的重要性。

1引言

我們知道，天線有很多種，但大體上可分為三大類(lèi):“線天線”、“面天線”及“陣列天線”。陣列天線最初用于雷達(dá)、聲納以及軍事通信中，完成空間濾波和參數(shù)估計(jì)兩大任務(wù)。當(dāng)陣列天線應(yīng)用到移動(dòng)通信領(lǐng)域時(shí)，通信工程師喜歡用“智能天線”來(lái)稱(chēng)謂之。智能天線根據(jù)方向圖形成(或稱(chēng)為波束形成)的方式又可分為兩類(lèi):第一類(lèi)，采用固定形狀方向圖的智能天線，且不需要參考信號(hào);第二類(lèi)，采用自適應(yīng)算法形成方向圖的智能天線，需要參考信號(hào)。

本文在以下提到的智能天線都是指第二類(lèi)，即(自適應(yīng))智能天線，這也是目前智能天線研究的主流。

2智能天線的技術(shù)現(xiàn)狀

在分析研究智能天線技術(shù)理論的同時(shí)，國(guó)內(nèi)外一些大學(xué)、公司和研究所分別建立了試驗(yàn)平臺(tái)，用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)驗(yàn)證理論研究的成果，得出相應(yīng)的結(jié)論。

(1)在美國(guó)

在智能天線技術(shù)方面，美國(guó)較其它國(guó)家要成熟的多，并已開(kāi)始投入實(shí)用。美國(guó)ArrayComm公司將智能天線技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線本地環(huán)路(WLL)系統(tǒng)。ArrayComm方案采用可變陣元配置，有12陣元、8陣元環(huán)形自適應(yīng)陣列可供不同環(huán)境選用，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明在PHS基站采用該技術(shù)可以使系統(tǒng)容量提高4倍。

(2)在歐洲

歐洲通信委員會(huì)(CEC)在RACE(Research into AdvancedCommunication in Europe)計(jì)劃中實(shí)施了第一階段智能天線技術(shù)研究，稱(chēng)為T(mén)SUNAMI(The Technology in SmartAntennas for Univer-sal Advanced Mobile Infrastructure)，由德國(guó)、英國(guó)、丹麥和西班牙合作完成。該項(xiàng)目是在DECT基站上構(gòu)造智能天線試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?995年初開(kāi)始現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，天線陣列由8個(gè)陣元組成，射頻工作頻率為1.89 GHz，陣元間距可調(diào)，陣元分布有直線型、圓環(huán)型和平面型三種形式。試驗(yàn)?zāi)Ｐ陀脭?shù)字波束成形的方法實(shí)現(xiàn)智能天線，采用ERA技術(shù)有限公司的專(zhuān)用ASIC芯片BDF1108完成波束形成，使用TMS320C40芯片作為中央控制。

(3)在日本

ATR光電通信研究所研制了基于波束空間處理方式的多波束智能天線。天線陣元布局為間距半波長(zhǎng)的16陣元平面方陣，射頻工作頻率是1.545 GHz。陣元組件接收信號(hào)在模數(shù)變換后，進(jìn)行快速付氏變換(FFT)處理，形成正交波束后，分別采用恒模(CMA)算法或最大比值合并分集算法，數(shù)字信號(hào)處理部分由10片F(xiàn)PGA完成，整塊電路板大小為23.3 cm×34.0 cm。ATR研究人員提出了智能天線的軟件天線的概念。

我國(guó)目前有部分單位也正進(jìn)行相關(guān)的研究。信威公司將智能天線應(yīng)用于TDD(時(shí)分雙工)方式的WLL系統(tǒng)中，信威公司智能天線采用8陣元環(huán)形自適應(yīng)陣列，射頻工作于1785~1 805 MHz，采用TDD雙工方式，收發(fā)間隔10 ms，接收機(jī)靈敏度最大可提高9 dB。

3智能天線的優(yōu)勢(shì)

智能天線是第三代移動(dòng)通信不可缺少的空域信號(hào)處理技術(shù)，歸納起來(lái)，智能天線具有以下幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)。

(1)具有測(cè)向和自適應(yīng)調(diào)零功能，能把主波束對(duì)準(zhǔn)入射信號(hào)并適應(yīng)實(shí)時(shí)跟蹤信號(hào)，同時(shí)還能把零響點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)。

(2)提高輸入信號(hào)的信干噪比。顯然，采用多天線陣列將截獲更多的空間信號(hào)，也即是獲得陣列增益。

(3)能識(shí)別不同入射方向的直射波和反射波，具有較強(qiáng)的抗多徑衰落和同信道干擾的能力。能減小普通均衡技術(shù)很難處理的快衰落對(duì)系統(tǒng)性能的影響。

(4)增強(qiáng)系統(tǒng)抗頻率選擇性衰落的能力，因?yàn)樘炀€陣列本質(zhì)上具有空間分集的能力。

(5)可以利用智能天線，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電磁環(huán)境和用戶情況來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的管理能力。

(6)智能天線自適應(yīng)調(diào)節(jié)天線增益，從而較好地解決遠(yuǎn)近效應(yīng)問(wèn)題。為移動(dòng)臺(tái)的進(jìn)一步簡(jiǎn)化提供了條件。越區(qū)切換是根據(jù)基站接收的移動(dòng)臺(tái)功率的電平來(lái)判斷的。由于陰影效應(yīng)和多徑衰落的影響常常導(dǎo)致錯(cuò)誤的越區(qū)轉(zhuǎn)接，從而增加了網(wǎng)絡(luò)管理的負(fù)荷和用戶的呼損率。在相鄰小區(qū)應(yīng)用的智能天線技術(shù)，可以實(shí)時(shí)地測(cè)量和記錄移動(dòng)臺(tái)的位置和速度，為越區(qū)切換提供更可靠的依據(jù)。

4智能天線與若干空域處理技術(shù)的比較

為了進(jìn)一步理解智能天線的概念，我們把智能天線和相關(guān)的傳統(tǒng)空域處理技術(shù)加以比較。

(1)智能天線與自適應(yīng)天線的比較

智能天線與自適應(yīng)天線并沒(méi)有本質(zhì)上的區(qū)別，只是由于應(yīng)用場(chǎng)合不同而具有顯著的差異。自適應(yīng)天線主要應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)的干擾抵消，一般地，雷達(dá)接收到的干擾信號(hào)具有很強(qiáng)的功率電平，并且干擾源數(shù)目比天線陣列單元數(shù)少或相當(dāng)。而在無(wú)線通信系統(tǒng)中，由于多徑傳播效應(yīng)到達(dá)天線陣列的干擾數(shù)目遠(yuǎn)大于天線陣列單元數(shù)，入射角呈現(xiàn)隨機(jī)分布，功率電平也有很大的動(dòng)態(tài)變化范圍，此時(shí)的天線叫智能天線。 轉(zhuǎn)貼于

對(duì)自適應(yīng)天線而言，只需對(duì)入射干擾信號(hào)進(jìn)行抵消以獲得信干噪比(SINR， Signal to Interference plus Noise Ratio)的最大化。對(duì)智能天線而言，由于到達(dá)陣列的多徑信號(hào)的入射角和功率電平均數(shù)是隨機(jī)變化的，所以獲得的是統(tǒng)計(jì)意義上的信干噪比(SINR)的最大化。

(2)智能天線與空間分集技術(shù)的比較

空間分集是無(wú)線通信系統(tǒng)中常用的抗多徑衰落方案。M單元智能天線也可等效為由M個(gè)空間耦合器按優(yōu)化合并準(zhǔn)則構(gòu)成的空間分集陣列。因此可以認(rèn)為智能天線是傳統(tǒng)分集接收的進(jìn)一步發(fā)展。

但是智能天線與空間分集技術(shù)卻是有顯著的差別的。首先空間分集利用了陣列天線中不同陣元耦合得到的空間信號(hào)的弱相關(guān)性，也即是不同路徑的多徑信號(hào)的弱相關(guān)性。而智能天線則是對(duì)所有陣元接收的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)合并來(lái)形成空間濾波。一個(gè)根本性的區(qū)別:智能天線陣列結(jié)構(gòu)的間距小于一個(gè)波長(zhǎng)(一般取λ/2)，而空間分集陣列的間距可以為數(shù)個(gè)波長(zhǎng)。

(3)智能天線與小區(qū)扇區(qū)化的比較

小區(qū)的扇區(qū)化可以認(rèn)為是一種簡(jiǎn)化的、固定的預(yù)分配智能天線系統(tǒng)。智能天線則是動(dòng)態(tài)地、自適應(yīng)優(yōu)化的扇區(qū)化技術(shù)?，F(xiàn)在，我們來(lái)討論一個(gè)頗有爭(zhēng)議的問(wèn)題。根據(jù)IS-95建議，當(dāng)采用120°扇區(qū)時(shí)系統(tǒng)容量將增加3倍。由此是否可以得到結(jié)論，扇區(qū)化波束越窄系統(tǒng)容量提高越大?考慮到實(shí)際的電磁環(huán)境，我們認(rèn)為對(duì)這一問(wèn)題的回答是否定的。這是因?yàn)檎ㄊ邮盏降男盘?hào)往往是由許多相關(guān)性較強(qiáng)的多徑信號(hào)構(gòu)成的。一般情況下，各徑信號(hào)的時(shí)延擴(kuò)展小于一個(gè)chip周期。這時(shí)信號(hào)波形易于產(chǎn)生畸變從而降低信號(hào)的質(zhì)量達(dá)不到增加系統(tǒng)容量的目的。同時(shí)如果采用過(guò)窄的波束接收信號(hào)，一旦該徑信號(hào)受到嚴(yán)重的衰落，則將直接導(dǎo)致通信的中斷。另外，過(guò)窄的接收波束在工程上是難以實(shí)現(xiàn)的，并將成倍地增加設(shè)備的復(fù)雜度。

5智能天線的未來(lái)展望

(1)目前還沒(méi)有一個(gè)完整的通信理論能夠較全面地將智能天線的所有課題有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，故需要建立一套較完整的智能天線理論;另一方面，高效、快速的智能算法也將是智能天線走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵。

(2)采用高速DSP技術(shù)，將原先的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)移到基帶進(jìn)行處理。基帶處理過(guò)程是數(shù)字算法的硬件實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

(3)由于圓形布陣和二維任意布陣比等間隔線陣優(yōu)越，同時(shí)陣列天線的數(shù)字合成算法能夠用于任意形式陣列天線而形成任意圖案的方向圖，因而可考慮在CDMA基站中采用二維任意布陣的智能天線。

(4)在移動(dòng)臺(tái)中(如手機(jī))采用智能天線技術(shù)。

(5)采用智能天線技術(shù)來(lái)改善移動(dòng)通信信道中上下鏈路不能使用同一套權(quán)值的問(wèn)題，以改善上下鏈路的性能。

(6)目前，智能天線技術(shù)的研究已不是單一地研究智能天線本身，應(yīng)與CDMA的一些關(guān)鍵技術(shù)(如多用戶檢測(cè)技術(shù)、多用戶接收技術(shù)、功率控制等)結(jié)合在一起研究。

第7篇：天線技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】 智能天線 多陣列 雙極化 扇區(qū)

一、概述

隨著技術(shù)的發(fā)展，智能天線在TD-LTE系統(tǒng)中的應(yīng)用得到了越來(lái)越多的關(guān)注[1]。智能天線的性能和其他關(guān)鍵技術(shù)的結(jié)合、兼容性以及帶來(lái)的問(wèn)題等都成為研究熱點(diǎn)。智能天線采用空分多址方式進(jìn)行空間信號(hào)處理技術(shù)，利用在信號(hào)傳播方向上的差別，將同頻率、同時(shí)隙的用戶區(qū)分開(kāi)來(lái)，它的基礎(chǔ)是用戶信號(hào)的空間特征。將其和其他多址技術(shù)結(jié)合，可以最大限度地利用有限的頻譜資源。另外在移動(dòng)通信中，由于復(fù)雜的地形、建筑物結(jié)構(gòu)對(duì)電波傳播的影響，大量用戶間的相互影響，產(chǎn)生時(shí)延擴(kuò)散、衰落、多徑、同信道干擾等，使通信質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響。

天線波束下傾是解決上述問(wèn)題的主要方式，通過(guò)改變天線垂直方向圖主瓣的指向，使其主瓣指向覆蓋小區(qū)，零點(diǎn)或者副瓣對(duì)準(zhǔn)受其干擾的同頻小區(qū)，這樣既改善了小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度，又減小了對(duì)其他同頻小區(qū)的干擾，提高了系統(tǒng)的頻率復(fù)用能力，增加了系統(tǒng)的容量[2]。智能天線的電調(diào)化使得無(wú)需機(jī)械調(diào)節(jié)即能達(dá)到直接波束下傾的效果，并使天線下傾角調(diào)節(jié)不僅可以在通信塔現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，也可以選擇在機(jī)房中通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程完成[3]。因此，電調(diào)智能天線使TDLTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作更加快捷和便利。

二、相控陣天線理論

2.1 天線概論

天線的作用是將饋線（電纜、波導(dǎo)等）中的導(dǎo)波場(chǎng)轉(zhuǎn)換成空間輻射場(chǎng)，并接收目標(biāo)反射的空間回波，將回波能量轉(zhuǎn)換成導(dǎo)波場(chǎng)，由饋線送入接收系統(tǒng)[4]。評(píng)估天線性能的主要參數(shù)包括天線輻射方向圖、增益、極化、帶寬、掃描等。

天線方向圖F（e，40）給出了天線遠(yuǎn)場(chǎng)功率密度隨角度的變化。天線方向圖根據(jù)主瓣形狀分為全向波束、筆形波束、扇形波束和賦形波束四大類(lèi)。通信天線中圓陣天線所形成的即為全向波束，面陣天線業(yè)務(wù)波束為筆形波束，廣播波束為扇形波束，俯仰面為上零點(diǎn)填充下副瓣抑制為賦形波束。從天線輻射方向圖我們可以得到天線主瓣半功率波束寬度HPBW、副瓣SLL、波束指向等體現(xiàn)天線性能的幾項(xiàng)主要參數(shù)[5]。

天線增益G是天線最重要的參數(shù)，體現(xiàn)了天線將輻射能量集中照射在某個(gè)方向的能力。增益與天線的口徑面積成正比，與工作波長(zhǎng)的平方成反比。在工作頻率一定的情況下，天線的口徑尺寸越大，天線的增益越高；同樣，在口徑尺寸一定時(shí)，工作頻率越高，天線增益越高。

天線的極化方向定義為電場(chǎng)矢量的方向。如果電場(chǎng)矢量沿直線往返運(yùn)動(dòng)，就是線極化，線極化又分為水平線極化和垂直線極化。如果電場(chǎng)矢量的長(zhǎng)度恒定而繞圓圈旋轉(zhuǎn)，就是圓極化。如果波朝觀察者方向行進(jìn)且順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則為左旋圓極化；如果是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則為右旋圓極化。橢圓極化可以看成不完全的圓極化，其電場(chǎng)矢量的運(yùn)行軌跡是橢圓。根據(jù)互易定理，天線的發(fā)射和接收必須極化匹配。極化的純度也是天線設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮的，例如水平極化天線也會(huì)在某些方向產(chǎn)生少量與之正交的垂直極化，在此我們將所需要的水平極化稱(chēng)之為主極化，不希望的垂直極化稱(chēng)之為交叉極化。交叉極化會(huì)引起雜波、干擾等問(wèn)題，需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中進(jìn)行控制。

2.2 陣列天線

陣列天線是一類(lèi)由不少于兩個(gè)天線單元規(guī)則或隨機(jī)排列并通過(guò)適當(dāng)激勵(lì)獲得預(yù)定輻射特性的特殊天線。組成陣列的可以是線元、口徑面元、微帶貼片等各種形式的輻射單元。陣列規(guī)模可以是幾個(gè)甚至幾十萬(wàn)個(gè)輻射單元。人們可以通過(guò)選擇和優(yōu)化輻射單元的結(jié)構(gòu)形狀、排列方式和饋電幅相得到單個(gè)天線難以提供的優(yōu)異轄射特性。陣列天線是相控陣天線的基礎(chǔ)[6]。

圖2.1給出兩個(gè)間距為s，等幅同相激勵(lì)的各向同性單元。輸入單位功率時(shí)，它們的電場(chǎng)矢量作為e的函數(shù)在遠(yuǎn)區(qū)相加。其矢量和即是輻射方向圖。

2.3 相控陣天線

相控陣天線是由許多輻射單元排列成陣所構(gòu)成的陣列天線，各單元的幅度激勵(lì)和相位關(guān)系可控。在一維直線上排列若干輻射單元形成的陣列即為線陣；在二位平面上排列若干輻射單元稱(chēng)為平面陣；輻射單元排列在曲線或者曲面上，則構(gòu)成共形陣。共形陣則可以突破一般線陣和平面陣掃描范圍的限制，實(shí)現(xiàn)更大空域電掃。典型的相控陣天線利用數(shù)字控制移相器改變天線陣元相位分布來(lái)實(shí)現(xiàn)波束的快速掃描[7]。

相控陣天線的主要技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)在于：

（1）天線波束的快速掃描能力

相控陣天線的快速掃描能力是促使相控陣?yán)走_(dá)推廣應(yīng)用和高速發(fā)展的基本原因。這一能力基于陣列天線及陣列中各天線單元通道之間的信號(hào)傳輸相位快速變化能力，對(duì)于采用數(shù)字移相器的相控陣天線，一般可以在幾個(gè)微秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)波束形成和波束位置轉(zhuǎn)換。

（2）天線波束形狀的捷變能力

天線方向圖函數(shù)是口徑照射函數(shù)的傅立葉變換，通過(guò)改變陣列各單元通道內(nèi)的信號(hào)幅度和相位，即可改變天線波束形狀。天線波束形狀的捷變能力使得相控陣天線快速實(shí)現(xiàn)波束賦形，從而具有快速自適應(yīng)空間濾波的功能。

（3）空間功率合成能力

用相控陣天線，可在每一單元通道或每個(gè)天線子陣上設(shè)置一個(gè)發(fā)射功率放大器，依靠移相器的相位變化，使發(fā)射天線波束定向照射，即發(fā)射信號(hào)聚焦于空間某一方向。這一特點(diǎn)為雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的方便和靈活性，解決了超遠(yuǎn)程微波及毫米波雷達(dá)所需超高功率的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。

（4）天線與雷達(dá)平臺(tái)共形能力

陣列天線將整個(gè)天線分為許多各天線單元，如果將其與雷達(dá)平臺(tái)表明共形，可以減少或消除天線對(duì)雷達(dá)平臺(tái)空氣動(dòng)力學(xué)性能的影響。相控陣天線為共形陣各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)保證。采用先進(jìn)信號(hào)處理的有源共形相控陣天線在雷達(dá)和通信領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景[8]。

（5）多波束形成能力

相控陣天線通過(guò)轉(zhuǎn)換波控信號(hào)，可以很方便的在一個(gè)重復(fù)周期內(nèi)形成指向不同的多個(gè)發(fā)射波束。形成多個(gè)接收波束則可以通過(guò)將通道內(nèi)信號(hào)經(jīng)低噪放放大后分別送入多個(gè)波束形成網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。多波束以及波束形狀捷變，為相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)性能提升增加了新的潛力。

（6）相控陣?yán)走_(dá)的分散布置能力

將相控陣天線的概念加以引申，一步相控陣?yán)走_(dá)有多部分散布置的子雷達(dá)構(gòu)成，在各子雷達(dá)天線之間采用相應(yīng)的時(shí)間、相位和幅度補(bǔ)償，依靠先進(jìn)的信號(hào)處理辦法，獲得更有的抗干擾能力、角度分辨力等，是今后相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展的一個(gè)重要方向[9]。

三、誤差分析

當(dāng)相位或幅度存在誤差時(shí)，會(huì)對(duì)天線的副瓣電平、波束指向、增益等產(chǎn)生影響。誤差通常有兩類(lèi)：隨機(jī)誤差和相關(guān)誤差。隨機(jī)誤差通常是受元器件極限精度限制而產(chǎn)生的非相關(guān)的幅相誤差，如因移相器、饋電網(wǎng)絡(luò)、輻射單元和機(jī)械結(jié)構(gòu)而引起誤差。建造低副瓣天線的任務(wù)要求把每一種幅度誤差和相位誤差盡量減小。天線陣列的單元數(shù)目越少，誤差對(duì)天線性能的影響就越大，因此誤差容限就越嚴(yán)格。相關(guān)誤差會(huì)造成高電平的峰值副瓣，對(duì)天線性能的影響程度更大。有移相器引起的周期性相位誤差就是典型的相關(guān)誤差。相控陣天線因?yàn)殛嚵幸?guī)模大，成本高，常采用子陣形式，子陣結(jié)構(gòu)的周期性會(huì)導(dǎo)致較高電平的周期性柵瓣，是我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中必須盡量避免的。

四、總結(jié)

從繼承和發(fā)展體現(xiàn)TDD技術(shù)優(yōu)勢(shì)的多天線波束賦形技術(shù)、充分優(yōu)化LTE性能并有效控制干擾以及工程建設(shè)需求的三重驅(qū)動(dòng)下，在TD-LTE中如何發(fā)展和用好智能天線技術(shù)將成為未來(lái)技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)。目前，對(duì)于智能多天線技術(shù)在LTE中應(yīng)用的研究仍處于初期，后繼在推廣及應(yīng)用過(guò)程中還有很多具體問(wèn)題需要克服和解決，包括標(biāo)準(zhǔn)化的完善、關(guān)鍵性能測(cè)試及驗(yàn)證等?？偟膩?lái)看，智能天線技術(shù)在TD-LTE中的研究和應(yīng)用必將為未來(lái)TDD技術(shù)在LTE制式的競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展中發(fā)揮重要而獨(dú)特的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬穎.TD-LTE基站智能天線性能分析[J]. 電信科學(xué)， 2012，11.

[2] 堯文彬. TD-LTE室外天饋系統(tǒng)解決方案探究[J]. 2013年信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會(huì)年會(huì)論文集，2013

[3] 蒲曉維，劉旭，白昱，宋林所 .TD-LTE天線HBW在典型場(chǎng)景下的仿真評(píng)估[J]. 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化，2013，7

[4] 董炎杰. A STUDY OF BS ANTENNA CONFIGURATION IN TD-LTE SYSTEMV [J]. 2011年IEEE通信技術(shù)與應(yīng)用國(guó)際大會(huì)（IEEE ICCTA2009），2011

[5] 熊兵.自適應(yīng)天線在移動(dòng)通信中的應(yīng)用研究，西安電子科技大學(xué)碩士論文，2002

[6] 李世鶴.TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)[M].第2版.北京：人民郵電出版社，2003

[7] 吳津鐘，鄭智，陳明.智能天線技術(shù)對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)容量的影響[J].通信工程，2006（1）：11-13

第8篇：天線技術(shù)論文范文

[論文摘要]第四代移動(dòng)通信技術(shù)（4G）與前三代移動(dòng)通信技術(shù)相比具有五大技術(shù)要求，解決了四大關(guān)鍵技術(shù)后4G將一統(tǒng)移動(dòng)通信的天下。

引言

移動(dòng)通信技術(shù)飛速發(fā)展，已經(jīng)歷了3個(gè)主要發(fā)展階段。每一代的發(fā)展都是技術(shù)的突破和觀念的創(chuàng)新。第一代起源于20世紀(jì)80年代，主要采用模擬和頻分多址(FDMA)技術(shù)。第二代(2G)起源于90年代初期，主要采用時(shí)分多址(TDMA)和碼分多址(CDMA)技術(shù)。第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G)可以提供更寬的頻帶，不僅傳輸話音，還能傳輸高速數(shù)據(jù)，從而提供快捷方便的無(wú)線應(yīng)用。但是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)仍是基于地面標(biāo)準(zhǔn)不一的區(qū)域性通信系統(tǒng),盡管其傳輸速率可高達(dá)2Mb/s，仍無(wú)法滿足多媒體通信的要求,因此第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)的研究勢(shì)在必行。

一、4G的定義及其技術(shù)要求

第四代移動(dòng)通信技術(shù)可稱(chēng)為廣帶(Broadband)接入和分布網(wǎng)絡(luò)，具有非對(duì)稱(chēng)超過(guò)2Mb/s的數(shù)據(jù)傳輸能力，對(duì)全速移動(dòng)用戶能提供150Mb/s的高質(zhì)量影像服務(wù)，將首次實(shí)現(xiàn)三維圖像的高質(zhì)量傳輸。它包括廣帶無(wú)線固定接入、廣帶無(wú)線局域網(wǎng)、移動(dòng)廣帶系統(tǒng)和互操作的廣播網(wǎng)絡(luò)(基于地面和衛(wèi)星系統(tǒng))，集成不同模式的無(wú)線通信，移動(dòng)用戶可以自由地從一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漫游到另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。其廣帶無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)能與B-ISDN和ATM兼容，實(shí)現(xiàn)廣帶多媒體通信，形成綜合廣帶通信網(wǎng)(IBCN)，他還能提供信息之外的定位定時(shí)、數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程控制等綜合功能。其主要技術(shù)要求是：

(1)通信速度提高，數(shù)據(jù)率超過(guò)UMTS，上網(wǎng)速率從2Mb/s提高到100Mb/s。

(2)以移動(dòng)數(shù)據(jù)為主面向Internet大范圍覆蓋高速移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，改變了以傳統(tǒng)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)為主設(shè)計(jì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)觀念。

(3)采用多天線或分布天線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及終端形式，支持手機(jī)互助功能，采用可穿戴無(wú)線電，可下載無(wú)線電等新技術(shù)。

(4)發(fā)射功率比現(xiàn)有移動(dòng)通信系統(tǒng)降低10～100倍，能夠較好地解決電磁干擾問(wèn)題。

(5)支持更為豐富的移動(dòng)通信業(yè)務(wù)，包括高分辨率實(shí)時(shí)圖像業(yè)務(wù)、會(huì)議電視虛擬現(xiàn)實(shí)業(yè)務(wù)。

二、4G的關(guān)鍵技術(shù)

1.OFDM(正交頻分復(fù)用)

OFDM技術(shù)實(shí)際上是MCM(Multi-CarrierModulation，多載波調(diào)制)的一種。其主要思想是：將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。正交信號(hào)可以通過(guò)在接收端采用相關(guān)技術(shù)來(lái)分開(kāi)，這樣可以減少子信道之間的相互干擾(ICI)。每個(gè)子信道上的信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個(gè)子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號(hào)間干擾。而且由于每個(gè)子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對(duì)容易。由于OFDM技術(shù)由于具備上述特點(diǎn)，是對(duì)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N潛在的解決方案，因此被公認(rèn)為4G的核心技術(shù)之一。

2.軟件無(wú)線電

軟件無(wú)線電（SoftwareDefinedRadio,簡(jiǎn)稱(chēng)SDR）,就是采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù),在可編程控制的通用硬件平臺(tái)上,利用軟件來(lái)定義實(shí)現(xiàn)無(wú)線電臺(tái)的各部分功能:包括前端接收、中頻處理以及信號(hào)的基帶處理等。即整個(gè)無(wú)線電臺(tái)從高頻、中頻、基帶直到控制協(xié)議部分全部由軟件編程來(lái)完成。其核心是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶的“數(shù)字/模擬”轉(zhuǎn)換器，盡早地完成信號(hào)的數(shù)字化,從而使得無(wú)線電臺(tái)的功能盡可能地用軟件來(lái)定義和實(shí)現(xiàn)。軟件無(wú)線電是一種基于數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片以軟件為核心的嶄新的無(wú)線通信體系結(jié)構(gòu)。

3.智能天線

智能天線是波束間沒(méi)有切換的多波束或自適應(yīng)陣列天線。多波束天線在一個(gè)扇區(qū)中使用多個(gè)固定波束，而在自適應(yīng)陣列中，多個(gè)天線的接收信號(hào)被加權(quán)并且合成在一起使信噪比達(dá)到最大。與固定波束天線相比，天線陣列的優(yōu)點(diǎn)是除了提供高的天線增益外,還能提供相應(yīng)倍數(shù)的分集增益。智能天線具有抑制信號(hào)干擾、自動(dòng)跟蹤以及數(shù)字波束調(diào)節(jié)等智能功能,其基本工作原理是根據(jù)信號(hào)來(lái)波的方向自適應(yīng)地調(diào)整方向圖,跟蹤強(qiáng)信號(hào),減少或抵消干擾信號(hào)。智能天線的核心是智能算法,而算法決定電路實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜程度和瞬時(shí)響應(yīng)速率,因此需要選擇較好算法實(shí)現(xiàn)波束的智能控制。

4.IPv6協(xié)議

4G通信系統(tǒng)選擇了采用基于IP的全分組的方式傳送數(shù)據(jù)流，因此IPv6技術(shù)將成為下一代網(wǎng)絡(luò)的核心協(xié)議。

（1）巨大的地址空間。在一段可預(yù)見(jiàn)的時(shí)期內(nèi)，它能夠?yàn)樗锌梢韵胂癯龅木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供一個(gè)全球惟一的地址。

（2）自動(dòng)控制。IPv6還有另一個(gè)基本特性就是它支持無(wú)狀態(tài)和有狀態(tài)兩種地址自動(dòng)配置的方式。無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置方式是獲得地址的關(guān)鍵。在這種方式下，需要配置地址的節(jié)點(diǎn)使用一種鄰居發(fā)現(xiàn)機(jī)制獲得一個(gè)局部連接地址。一旦得到這個(gè)地址之后，它使用另一種即插即用的機(jī)制，在沒(méi)有任何人工干預(yù)的情況下，獲得一個(gè)全球惟一的路由地址。

（3）服務(wù)質(zhì)量。服務(wù)質(zhì)量（QoS）包含幾個(gè)方面的內(nèi)容。從協(xié)議的角度看，IPv6與目前的IPv4提供相同的QoS，但是IPv6的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在能提供不同的服務(wù)。IPv6報(bào)頭中新增加的字段“流標(biāo)志”，有了這個(gè)20位長(zhǎng)的字段，在傳輸過(guò)程中，中國(guó)的各節(jié)點(diǎn)就可以識(shí)別和分開(kāi)處理任何IP地址流。

（4)移動(dòng)性。移動(dòng)IPv6（MIPv6）在新功能和新服務(wù)方面可提供更大的靈活性。每個(gè)移動(dòng)設(shè)備設(shè)有一個(gè)固定的家鄉(xiāng)地址（homeaddress），這個(gè)地址與設(shè)備當(dāng)前接入互聯(lián)網(wǎng)的位置無(wú)關(guān)。當(dāng)設(shè)備在家鄉(xiāng)以外的地方使用時(shí),通過(guò)一個(gè)轉(zhuǎn)交地址(care-ofaddress）來(lái)提供移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前的位置信息。移動(dòng)設(shè)備每次改變位置,都要將它的轉(zhuǎn)交地址告訴給家鄉(xiāng)地址和它所對(duì)應(yīng)的通信節(jié)點(diǎn)。

三、結(jié)束語(yǔ)

由于4G與1～3G相比具有通信速度更快，網(wǎng)絡(luò)頻譜更寬，通信更加靈活，智能性能更高，兼容性能更平滑等優(yōu)點(diǎn)，4G將成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。相信不久的將來(lái)4G將一統(tǒng)移動(dòng)通信的天下，產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn):

第9篇：天線技術(shù)論文范文

[論文摘要]介紹無(wú)線列調(diào)電話在無(wú)漏纜區(qū)段明區(qū)間和隧道內(nèi)弱盲區(qū)通信系統(tǒng)的組成，并結(jié)合工程實(shí)例介紹設(shè)計(jì)及安裝的相關(guān)問(wèn)題。

一、引言

在大鄭線新立屯至通遼西區(qū)間增建第二線工程中，有相鄰的甲、乙、丙三個(gè)站，由于增建二線，乙站拆除，甲乙兩站相距12.2km，乙丙兩站相距13.4km，甲站出站1km處上下行線各有一座長(zhǎng)約500m的隧道，此1km內(nèi)有較大曲線和路塹。因乙站車(chē)站臺(tái)拆除，致使甲、丙兩站間的無(wú)線列調(diào)電話通信出現(xiàn)弱、盲區(qū)，目前解決明區(qū)間弱場(chǎng)的方式主要有布放中繼臺(tái)及布放光纖直放站兩種，前者造價(jià)較低，但由于空間波不易控制，后者需要鋪設(shè)光纖，適合站間距離長(zhǎng)，同時(shí)造價(jià)相對(duì)較大，為解決弱、盲區(qū)通信問(wèn)題，針對(duì)本工程實(shí)際情況，設(shè)計(jì)中明區(qū)間采用異頻中繼，隧道內(nèi)采用無(wú)漏纜隧道中繼器及特制平板天線的方案，設(shè)備選用華通時(shí)空通信技術(shù)有限公司的產(chǎn)品?，F(xiàn)將工程有關(guān)情況簡(jiǎn)介如下。

二、系統(tǒng)組成

本無(wú)線列調(diào)系統(tǒng)為450MHZ-C制式，弱場(chǎng)異頻中繼頻率為150MHZ。

(一)明區(qū)間弱場(chǎng)中繼設(shè)備

明區(qū)間弱場(chǎng)中繼設(shè)備由WJJ-11型首臺(tái)中繼器和WJJ-12型尾臺(tái)中繼器組成，首臺(tái)設(shè)在丙車(chē)站，尾臺(tái)設(shè)在弱場(chǎng)區(qū)邊緣的原乙站，通過(guò)首尾中繼器的中繼及無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)車(chē)站臺(tái)與弱場(chǎng)區(qū)機(jī)車(chē)臺(tái)的通信。車(chē)站呼叫機(jī)車(chē):站臺(tái)將呼叫機(jī)車(chē)的114.8HZ信令調(diào)制到F1發(fā)射(F1為457.7MHZ)，首臺(tái)收F1解調(diào)出114.8HZ再調(diào)制到F2發(fā)射(F2為151.7MHZ。)，尾臺(tái)收F2解調(diào)出114.8HZ再調(diào)制到F1發(fā)射，車(chē)臺(tái)收F1解調(diào)出114.8HZ后顯示被呼叫并發(fā)415HZ回鈴信號(hào)，經(jīng)相應(yīng)操作，雙方通話。機(jī)車(chē)呼叫車(chē)站:為上述反向流程，呼叫車(chē)站信令為123HZ。

(二)隧道內(nèi)盲區(qū)中繼設(shè)備

WJS系列中繼器是解決無(wú)漏纜隧道內(nèi)通信的專(zhuān)用設(shè)備，它由WJS-1型洞口中繼器、WJS-2型洞內(nèi)中繼器、平板天線、連接洞內(nèi)中繼器和平板天線的功分器、SYV-50-9射頻電纜和連接兩中繼器的中頻隔離器、YZW2X4.0控制電纜組成。其中控制電纜內(nèi)既傳輸中繼器所需的220V交流電源又傳輸含有呼控信令的中頻455KHZ，兩者通過(guò)中頻隔離器分開(kāi)。隧道較短時(shí)洞內(nèi)可不設(shè)中繼器，較長(zhǎng)時(shí)可設(shè)2臺(tái)以上中繼器，1臺(tái)中繼器可帶多達(dá)5個(gè)平板天線。洞口中繼器設(shè)在洞口中繼房?jī)?nèi)，洞內(nèi)中繼器設(shè)在隧道內(nèi)適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)的避車(chē)洞內(nèi)，平板天線貼裝在洞壁上部，控制電纜、射頻電纜及功分器等設(shè)在洞壁上。其通信過(guò)程如下，車(chē)站呼叫機(jī)車(chē):站臺(tái)將呼叫機(jī)車(chē)的114.8HZ信令調(diào)制到F1發(fā)射，洞口中繼器收F1后解調(diào)出含有114.8HZ信令的中頻455KHZ，中頻經(jīng)控制電纜傳至洞內(nèi)各中繼器再調(diào)制到F1經(jīng)射頻電纜及功分器傳至平板天線發(fā)射，機(jī)車(chē)收F1解調(diào)出114.8HZ后顯示被呼叫并發(fā)415HZ回鈴信號(hào)，經(jīng)相應(yīng)操作，雙方通話。機(jī)車(chē)呼叫車(chē)站:為上述反向流程，呼叫車(chē)站信令為123HZ。車(chē)站經(jīng)首尾中繼器與隧道內(nèi)機(jī)車(chē)的通信與上述類(lèi)似。

三、設(shè)備配置

由于乙站拆除，在乙站新設(shè)WJJ-12型尾臺(tái)中繼器一套，丙站除原車(chē)站臺(tái)外另設(shè)WJJ-11型首臺(tái)中繼器，甲站原車(chē)站臺(tái)不變;上行線隧道的甲站側(cè)洞口設(shè)WJS-1型中繼器一套，負(fù)責(zé)甲站車(chē)站臺(tái)與上行線隧道內(nèi)機(jī)車(chē)臺(tái)的通信中繼。因隧道較短，隧道內(nèi)未設(shè)洞內(nèi)中繼器，僅設(shè)平板天線3個(gè)、功分器2個(gè)，同時(shí)設(shè)相應(yīng)的射頻電纜及中繼電纜;下行線隧道洞內(nèi)設(shè)備與下行線隧道類(lèi)似，下行側(cè)洞口設(shè)WJS-1型中繼器一套，乙站設(shè)尾臺(tái)中繼器一套，丙站設(shè)首臺(tái)中繼器一套，下行線隧道內(nèi)機(jī)車(chē)臺(tái)經(jīng)洞口中繼器、拆除乙站新設(shè)的尾臺(tái)中繼器、丙站首臺(tái)中繼器與丙站車(chē)站臺(tái)間的通信。

四、頻率選定和場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算

根據(jù)TB/T3052-2002規(guī)定，450MHZ頻段C制式頻率選457.700MHZ，異頻中繼頻率選151.700MHZ。450MHZ頻段機(jī)車(chē)臺(tái)接收機(jī)輸入電平中值設(shè)計(jì)值取28dBμV(其中，電臺(tái)最小可用電平10dBμV，起伏量11.5dBμV，儲(chǔ)備量6.5dBμV)。因無(wú)線列調(diào)的場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算范圍內(nèi)地球曲率的影響并不顯著，故用平面大地公式近似計(jì)算。

1.450MHZ:接收點(diǎn)入口電平:V入=P1-L1+G1-L0-F+G2-L2。式中:P1為發(fā)射功率5W(144dBμV);L1為發(fā)射饋線損耗6dBμV;G1為發(fā)射天線增益13dBμV;L0為自由空間傳輸衰減;F為衰減修正因子;G2為接收天線增益0dBμV;L2為接收饋線損耗3dBμV。

自由空間傳輸衰減:L0=22+20lgd+20lgf。式中:d為收、發(fā)天線間距離(km);f為載頻頻率(MHZ);L0=22+20lg13.4+20lg450=97.6dBμV。

平面大地傳播時(shí)衰減修正因子:F=22+20lgh1.h2.f/d=22+20lg25X4.8X

450/13400=34.1dBμV。

機(jī)車(chē)距車(chē)站13.4km時(shí):V入=144-6+13-97.6-34.1+0-3=16.3dBμ。V不滿足28dBμV的要求，但可以達(dá)到中繼器的工作開(kāi)門(mén)電平。

2.隧道內(nèi)平板天線發(fā)射電平:(洞內(nèi)中繼器輸出電平144dBμV[5W]，射頻電纜衰耗0.05dB/m，平板天線間距160m，增益1dBμV，功分器主路衰耗3dB，支路衰耗3-25dB可調(diào)。)最遠(yuǎn)處天線發(fā)射電平:P=144-0.05×540-3×2+1=112dBμV，由遠(yuǎn)至近調(diào)整功分器支路衰耗為12dB、24dB，則天線發(fā)射電平為112dBμV。因隧道內(nèi)電波傳播受列車(chē)、洞壁構(gòu)造、隧道截面及曲線等因素影響很大，工程中應(yīng)據(jù)實(shí)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)調(diào)整天線間距、功分器支路衰耗及中繼器輸出電平，使場(chǎng)強(qiáng)滿足要求。

五、設(shè)備安裝

丙站新建運(yùn)轉(zhuǎn)室，車(chē)站臺(tái)及首臺(tái)中繼器設(shè)在的25米鐵塔上，天線塔設(shè)10Ω防雷地線，電臺(tái)所需交流電源由通信機(jī)械室接引;拆除乙站利用原20米鐵塔，尾臺(tái)中繼器設(shè)在無(wú)人值守的中繼房?jī)?nèi)，電源采用太陽(yáng)能供電。隧道口的洞口中繼器設(shè)在無(wú)人值守的區(qū)間中繼房?jī)?nèi)，電源采用太陽(yáng)能供電。區(qū)間中繼房應(yīng)特別注意高頻避雷器、系統(tǒng)工作地線及天線塔防雷地線的良好設(shè)置，以確保設(shè)備安全運(yùn)行。隧道頻電纜掛設(shè)在洞壁上部的掛鉤上，平板天線及功分器設(shè)在洞壁頂部。平板天線間的距離160m左右，施工時(shí)根據(jù)隧道內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)實(shí)測(cè)情況進(jìn)行調(diào)整。功分器主路衰耗3dB，支路衰耗3-25dB可調(diào)，愈靠近中繼器的支路衰耗愈大，使各天線的輸出電平基本一致。

六、小結(jié)

解決山區(qū)隧道等無(wú)線弱場(chǎng)是綜合性的工程，需要鐵路相關(guān)部門(mén)和生產(chǎn)廠家的共同努力。采用新技術(shù)的新型弱場(chǎng)覆蓋設(shè)備降低了投資，提高山區(qū)隧道等弱場(chǎng)區(qū)的通信質(zhì)量。對(duì)于已經(jīng)投入使用的設(shè)備應(yīng)有改善措施解決存在的問(wèn)題，挖掘系統(tǒng)潛力，滿足鐵路快速發(fā)展的需要。