■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 科技微波小課堂_天線分集技術(shù)
1、分集概念
在移動無線電環(huán)境中信號衰落會產(chǎn)生嚴(yán)重問題。
隨著移動臺的移動，瑞利衰落隨信號瞬時值快速變動，而對數(shù)正態(tài)衰落隨信號平均值（中值）變動。
這兩者是構(gòu)成移動通信接收信號不穩(wěn)定的主要因素，它使接收信號大大地惡化了。
雖然順利獲得增加發(fā)信功率、天線尺寸和高度等方法能取得改善，但采用這些方法在移動通信中比較昂貴，有時也顯得不切實(shí)際;
而采用分集方法即在若干個支路上接收相互間相關(guān)性很小的載有同一消息的信號，然后順利獲得合并技術(shù)再將各個支路信號合并輸出，那么便可在接收終端上大大降低深衰落的概率。
通常在接收站址使用分集技術(shù)，因?yàn)榻邮赵O(shè)備是無源設(shè)備，所以不會產(chǎn)生任何干擾。
分集的形式可分為兩類，一是顯分集，二是隱分集。
下面僅討論顯分集，它又可以分為基站顯分集與一般顯分集兩類。
基站顯分集是由空間分離的幾個基站以全覆蓋或部分覆蓋同一區(qū)域。
由于有多重信號可以利用，就大大減小了衰落的影響。
由于電波傳播路徑不同，地形地物的陰影效應(yīng)不同，所以經(jīng)過獨(dú)立衰落路徑傳播的多個慢衰落信號是互不相關(guān)的。
各信號同時發(fā)生深衰落的概率很小，若采用選擇分集合并，從各支路信號中選取信噪比最佳的支路，即選出最佳的基站和移動臺建立通信，以消除陰影效應(yīng)和其他地理影響。所以基站顯分集又稱為多基站分集。
一般顯分集用于抑制瑞利衰落，其方法有傳統(tǒng)的空間分集、頻率分集、極化分集、角度分集、時間分集和場分量分集等多種方法。
2、分集與合成
分集特性決定于分集分支的數(shù)量和接收分集之間的相關(guān)系數(shù)。
四種常用的合成技術(shù)：最大比合成技術(shù)（MRC），等增益合成技術(shù)（EGC），選擇合成技術(shù)（SEC），轉(zhuǎn)換合成技術(shù)（SWC）。
這些合成技術(shù)是天線技術(shù)中重要的組成部分，但由于超出本教材的范圍，此處就不再做具體介紹了。
在移動通信中，通常采用空間分集和極化分集，分集增益可在5dB左右。
下面就對這兩種方法進(jìn)行討論。
3、空間分集
空間分集是利用場強(qiáng)隨空間的隨機(jī)變化實(shí)現(xiàn)的。
在移動通信中，空間略有變動就可能出現(xiàn)較大的場強(qiáng)變動。
空間的間距越大，多徑傳播的差異就越大，所收場強(qiáng)的相關(guān)性就越小，在這種情況下，由于深衰落難得同時發(fā)生，分集便能把衰落效應(yīng)降到最小。
為此必須確定必要的空間間隔。
垂直天線間隔大于水平天線間隔?，F(xiàn)在工程中常見的空間分集天線由兩副（收/發(fā)，收）或者三副（收，發(fā)，收）組成。
4、極化分集
在前面已經(jīng)介紹了電磁波的極化現(xiàn)象。
現(xiàn)在在越來越多的工程中廣泛使用了極化天線。天線順利獲得兩種極化——水平極化和垂直極化——而用一個頻率攜帶兩種信號。
理論上，由于媒質(zhì)不引入耦合影響，也就不會產(chǎn)生相互干擾。
但是在移動通信環(huán)境中，會發(fā)生互耦效應(yīng)。這就意味著，信號順利獲得移動無線電媒質(zhì)傳播后，垂直極化波的能量會泄漏到水平極化波去，反之亦然。幸運(yùn)的是，和主能流相比，泄漏能量很小，順利獲得極化分集依舊可以得到良好的分集增益。
極化分集天線的最大優(yōu)點(diǎn)在于只需安裝一副天線即可，節(jié)約了安裝成本。
5、空間分集和極化分集的比較
極化分集最大的好處是可以節(jié)省天線安裝空間，空間分集需要間隔一定距離的兩根接收天線，而極化分集只需一根，在這一根天線中含有兩種不同的極化陣子。
一般空間分集可以取得3.5dB的鏈路增益。
由于水平極化天線的路徑損耗大于垂直極化天線（水平極化波的去極化機(jī)會大于垂直極化波），因此對于一個雙極化天線，其增益的改善度比空間分集要少1.5dB左右。
但雙極化分集相對空間分集在室內(nèi)或車內(nèi)能給予較低的相關(guān)性，因此又能取得比空間分集多1.5dB的改善。
比較起來，雙極化接收天線的好處就是節(jié)省天線安裝空間。
作為發(fā)射天線，如果基站收發(fā)天線共用，且采用雙極化方式，則采用垂直和水平正交極化陣子的雙極化天線和采用正負(fù)45度正交極化陣子雙極化天線相比較（假設(shè)其它條件相同），在理想的自由空間中（假定手機(jī)接收天線是垂直極化），手機(jī)接收天線接收的信號前者好于后者3dB左右。
但在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，考慮到多徑傳播的存在，在接收點(diǎn)，各種多徑信號經(jīng)統(tǒng)計平均，上述差別基本消失，各種實(shí)驗(yàn)也證明了此結(jié)論的正確。
但在空曠平坦的平原，上述差異或許還存在，但具體是多少，還有待實(shí)驗(yàn)證明，可能會有1-2dB的差異。
綜上所述，在實(shí)際應(yīng)用中，兩種雙極化方式的差別不大，現(xiàn)在市場上正負(fù)45度正交極化天線比較常見。
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