各种性能指标的选取:取决于具体应用。 >数字通信系统:误码率最小: >雷达系统:在给定的虚警概率下发现信号的概率最大; 实际应用中,上述理想的性能指标很难直接在阵列输出端用 于性能估计。 常用以下两种更为实用的优化准则: >最小均方误差准则(即阵列实际输出与理想输出之差的均方 值最小) >输出端SINR最大准则; 根据这两种方法可以得到阵列方向图的反馈控制的有用形式, 而且有以下规律: >SNR增大,误码率降低; SNR增大,雷达检测概率增加。 11
11 各种性能指标的选取:取决于具体应用。 数字通信系统:误码率最小; 雷达系统:在给定的虚警概率下发现信号的概率最大; 实际应用中,上述理想的性能指标很难直接在阵列输出端用 于性能估计。 常用以下两种更为实用的优化准则: 最小均方误差准则 (即阵列实际输出与理想输出之差的均方 值最小); 输出端SINR最大准则; 根据这两种方法可以得到阵列方向图的反馈控制的有用形式, 而且有以下规律: SINR增大,误码率降低; SINR增大,雷达检测概率增加
三、自适应天线(阵)的特点 与常规天线阵相比较的相同点:自适应阵与常规天线阵一样都 是单个天线单元在空间的中的排列,都需要通过控制各阵元的幅 度或相位激励来控制天线阵的性能。 自适应天线(阵)可采用任意的阵元方向图、极化和间距工作; 对于自适应天线(阵),传统的天线性能指标用处不太大,如天 线增益、旁瓣电平、波束宽度等。 传统的天线常常需要低旁瓣以使得从主瓣之外的进入的辐射最 小,而自适应天线只需要在干扰方向产生零点;自适应阵的方向图 在某些方向可能有很高的旁瓣,但那些方向没有干扰信号。 自适应天线更关心的是系统性能,如SNR最大、均方误差最 小等。 12
12 与常规天线阵相比较的相同点:自适应阵与常规天线阵一样都 是单个天线单元在空间的中的排列,都需要通过控制各阵元的幅 度或相位激励来控制天线阵的性能。 自适应天线(阵)可采用任意的阵元方向图、极化和间距工作; 对于自适应天线(阵),传统的天线性能指标用处不太大,如天 线增益、旁瓣电平、波束宽度等。 传统的天线常常需要低旁瓣以使得从主瓣之外的进入的辐射最 小, 而自适应天线只需要在干扰方向产生零点;自适应阵的方向图 在某些方向可能有很高的旁瓣,但那些方向没有干扰信号。 自适应天线更关心的是系统性能,如SINR最大、均方误差最 小等。 三、自适应天线(阵)的特点
主要参考书 【1】龚耀寰,《自适应滤波》,电子工业出版社,2003. 【2】G.V,Tsoulos,《Adaptive Antennas for Wireless Communications,IEEE Press,2001. 【3】IEEE Transactions on Antennas and Propagation相关 文章。 13
13 主要参考书 【1】龚耀寰,《自适应滤波》,电子工业出版社,2003. 【2】G.V. Tsoulos,《Adaptive Antennas for Wireless Communications》 ,IEEE Press, 2001. 【3】IEEE Transactions on Antennas and Propagation 相关 文章
例子:二元阵 设有如右图所示的二元阵用来接收信号。 其中入射平面波从方向入射,阵元间距为 5: d=2,w1和w2为加权因子。 我们该如何求解此二元阵的方向图函数并 且分析w1和w2对该阵列零点的控制作用呢? 解答:设 XA(@eΦ2 X2=A(t)ejD/ 图1.3二元加权阵 其中:A)是输入信号幅度因子;而 Φ=2πdsin0/λ=πsin0 可以得到: 40e冲/2,e冲/21=A0F@ 14
14 设有如右图所示的二元阵用来接收信号。 其中入射平面波从θ方向入射,阵元间距为 d=λ/2,w1和w2为加权因子。 我们该如何求解此二元阵的方向图函数并 且分析w1和w2对该阵列零点的控制作用呢? 例子:二元阵 解答: 设 X1=A(t)ejΦ/2 X2=A(t)e-jΦ/2 其中: A(t)是输入信号幅度因子;而 可以得到: 2 sin / sin d / 2 / 2 ( ).[ ] ( ). '( ) 1 2 j j Y A t w e w e A t F 图1.3 二元加权阵
例 jπsin8 jπsinB F'(Φ)→F(0)=we2 +w,e 2 上式便是该二元阵的方向图函数。下面我们来讨论W,和w,的作 用: *当ww2时,F(0)=2cos(sin0/2; *当限制w,和的取值为p,+w2=1时,要使得波束在0方向产 生零点,则有: 由此可得下式: 4+w2=1 1 w4en9/2+weπsin4)/20 W1= l-ejπsin(a) w2= 1-e-jn sin() 15
15 上式便是该二元阵的方向图函数。下面我们来讨论w1和w2的作 用: *当w1=w2时, F ( )= 2cos(π ·sin /2); *当限制w1和w2的取值为w1+w2 =1时,要使得波束在θ1方向产 生零点,则有: 1 2 sin( ) / 2 sin( ) / 2 1 1 1 2 1 0 j j w w w e w e 1 sin( ) 1 2 sin( ) 1 1 1 1 1 j j w e w e 由此可得下式: sin sin 2 2 1 2 '( ) ( ) j j F F w e w e