Hogyan működik egy okos antenna?

Az intelligens antenna, más néven adaptív antenna vagy intelligens antenna, jelfeldolgozási technikákat alkalmaz a vezeték nélküli kommunikáció minőségének és megbízhatóságának javítására. A hagyományos antennákkal ellentétben, amelyek minden irányban egyformán továbbítják és fogadják a jeleket, az intelligens antennák dinamikusan beállítják a sugárzási mintát, hogy optimalizálják a jel szilárdságát a kívánt irányban, és elnyomják az interferenciát más forrásokból. Ezt számos kulcsfontosságú összetevő és technika révén érik el:

Kulcskomponensek:

* Több antenna elem: Az intelligens antennarendszer több antenna elem tömbéből áll, általában egy specifikus geometriában (lineáris, kör alakú, sík). Minden elem a jel kissé eltérő verzióját fogadja vagy továbbítja.

* jelfeldolgozó egység: Ez a rendszer "agya". Kombinálja az egyes antenna elemek által kapott jeleket kifinomult algoritmusok segítségével a sugárformázás és az interferencia törlése érdekében.

* Csatornabecslés: A jelfeldolgozó egység folyamatosan figyeli a rádió környezetét, becsülve a vezeték nélküli csatorna jellemzőit - ideértve a jelszilárdságot, a többutas hatásokat és az interferenciaforrásokat.

Kulcsfontosságú technikák:

* BeamForming: Ez az intelligens antenna alapvető funkciója. Az egyes antenna -elemek által továbbított vagy fogadott jelek fázisának és amplitúdójának beállításával a rendszer létrehozhat egy fókuszált energialábot, amely a kívánt vevő vagy adó felé irányul. Ez javítja a jel-zaj arányt (SNR) és csökkenti az interferenciát.

* Adaptív BeamForming: Ez meghaladja az egyszerű sugárformát, ha a gerendát a változó csatorna körülményei alapján dinamikusan beállítja. Folyamatosan nyomon követi a kívánt jelet, és beállítja a gerendát az optimális teljesítmény fenntartása érdekében, kompenzálva az elhalványulást, az interferenciát és az adó vagy a vevő mozgását.

* tér-idő feldolgozása: Ez egyesíti a sugárformát és a technikákkal, amelyek kihasználják a több antenna által biztosított térbeli és időbeli sokféleséget, hogy javítsák a megbízhatóságot és az adatátviteli sebességet. Ez különösen hasznos az elhalványulási környezetben.

* Interferencia törlése/null kormányzás: A rendszer azonosíthatja az interferenciaforrásokat és aktívan irányítja a nullákat (alacsony nyereségű területeket) az antenna mintájában ezen források felé, hatékonyan elnyomva az interferenciát.

Hogyan működik a gyakorlatban:

1. Az egyes antennaelemek fogadják (vagy továbbítják) a jelet. Mindegyik elem kissé eltérő verziót kap a fáziseltolódás és a multiputa terjedése miatt.

2. Csatornabecslés: A jelfeldolgozó egység elemzi az összes antenna elemtől kapott jeleket a vezeték nélküli csatorna jellemzőinek becslésére, ideértve a jelek érkezési irányát (DOA) és a zavaró források helyét.

3. A csatorna becslése alapján a jelfeldolgozó egység beállítja az egyes antenna elemek jeleinek fázisát és amplitúdóját, hogy egy gerendát hozzon létre a kívánt jel és a nulla irányába a beavatkozó jelek irányába.

4. jelkombináció/átvitel: A kombinált jeleket feldolgozzuk (recepción) vagy továbbítva (átvitelben). A kapott jel fokozta az erőt és csökkentette az interferenciát.

alkalmazások:

Az intelligens antennákat különféle alkalmazásokban használják, ideértve:

* Celluláris alapállomások: A lefedettség és a kapacitás javítása.

* vezeték nélküli LAN (Wi-Fi): A teljesítmény és a tartomány fokozása.

* műholdas kommunikáció: Az adatsebesség növelése és az interferencia csökkentése.

* Radar rendszerek: A célérzékelés és a követés javítása.

* Katonai kommunikáció: A biztonság és a megbízhatóság fokozása.

Lényegében egy intelligens antenna úgy működik, mint egy kifinomult, elektronikusan irányítható radar -edény a vezeték nélküli kommunikációhoz, maximalizálva a kívánt jelet, miközben minimalizálja a nem kívánt beavatkozást, ami jobb teljesítményt és hatékonyságot eredményez.