深入浅出通信原理知识点8
第八章 天线技术
8.1天线功能
在发射端通过天线将射频电信号转换成电磁波在自由空间中进行传输，相应地在接收端通过接收天线将电磁波转换回射频电信号
8.2电磁波辐射原理
1.辐射能力与导线形状的关系
如果两个导线平行而且距离很近，电场会被束缚在两个导线之间，辐射很弱；如果将两导线张开，电场就会被散播到周围空间，因而辐射增加
2.辐射能力与导线长度的关系
当导线长度L远小于波长时，辐射很微弱；当导线长度L增大到与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而能形成较强的辐射。
8.3 半波对称阵振子
指两臂均为1/4波长，全长为1/2的振子
从其垂直方向来看，在振子的轴线方向上辐射为0，最大辐射方向在水平方向；从其水平方向图来看，各个方向上幅度相同
（左边为垂直，右边为水平）
8.4全向天线
有以下特点：
- 在水平方向图上表现为360度都均匀辐射，也就是平常所说的无方向性。
- 在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。
8.5定向天线
有以下特点：
- 在水平方向图上表现为有一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性。（在全向天线的基础上增加一个反射板）
- 在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束，一般情况下波瓣宽度越小，增益越大。
8.6多天线技术
1.分集技术
所谓分集接收就是“分开传输，集中处理”，发射机将同一个信号分成多路进行传输，到了接收机再集中进行合并。分集技术可以在不增加发射功率和带宽的前提下，改善无线信道的传输质量。常用的合并算法包括：选择合并、最大比合并、等增益合并等。
2.MIMO
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）：多入多出系统（入和出是相对于发射天线和接收天线系统来讲的）
SISO（Single-Input Single-Output）：单入单出系统（系统信息传输速率受限于香农公式）
为啥MIMO技术能够提高传输速率？
假设发射端和接收端是直接通过射频电缆直接相连，且互不干扰，并且并行传送数据，那么发射机和接收机之间的信道容量整整提高一倍。
所以类比起来当TX1和TX2距离足够远，而且RX1和RX2距离足够远，二者直接通信互不干扰。容量就提升一倍
求能够传输多路信号：
输入和输出基带数据构成输入矩阵S和输出矩阵Y，信道增益构成信道矩阵H：Y=HS。
hmn：信道增益，下标中m是接收天线的序号，n是发射天线的序号。
sm：发送的基带数据，一般为用复数表示的IQ数据。
yn：接收的基带数据，一般为用复数表示的IQ数据。
再找出方程组中有效的方程个数，就可以知道MIMO系统可以并行传送几路数据了
我们也可以对信道矩阵H进行线性变换，将可以用其他行的线性运算得到的那些行变换为零，剩下的非零行数就是有效方程的个数，也就是MIMO系统可以并行传送的数据路数。（求H矩阵的秩）
矩阵的秩就等于构成矩阵的行向量组的秩，也就是构成矩阵的行向量组的最大线性无关向量组所含的向量个数。
另外，信道矩阵的秩也不可能超过信道矩阵的列数Nt，这是因为：信道矩阵的列数Nt反映了方程组中未知数的个数，信道矩阵的行数Nr反映了方程组中方程的个数，当方程的个数超过未知数的个数时，其中一定有（Nr−Nt）个方程是可以表示为其他方程的线性组合，换句话说信道矩阵H中一定有（Nr−Nt）个行向量可以表示为其他行向量的线性组合，线性无关的行向量个数最多只有Nt个。
对于具有Nt根发射天线、Nr根接收天线的MIMO系统，信道矩阵的秩最大为：r=min{Nt，Nr}，最多可以并行传送r路数据。
空间复用和发送分集
1）空间复用（SM）
如果无线信道比较好，并且信道矩阵的秩大于1，并行发送多路不同的数据。可以提高数据传输的吞吐量，这就是空间复用。
2）发送分集（TD）
接收机只有一根天线，发射机并行发送多路相同的数据，可以提高数据传输的可靠性
波形赋形
利用波束赋形技术将天线方向图的主瓣对准目标，改善无线覆盖和无线信道传输质量，提高频谱利用率。
顾名思义就是赋予波束一定的形状，让波束的主瓣方向对准目标。
基本原理——通过控制各发射天线发出的射频信号的延时，使得各射频信号达到接收天线时相位相同，叠加之后信号得以增强。（光的干涉原理）
深入浅出通信原理知识点8相关推荐
- 深入浅出通信原理知识点7
第五章 信道编码与交织 信道编码与交织在通信系统中的位置: 信道编码的引入主要是为了解决数据在信道中传输时引入的误码问题.解决误码问题有两个办法: • 接收端在发现误码后,请求发送端对错误数据进行 ...
- 深入浅出通信原理知识点3
2.5信号的分解与合成 1.正弦信号作为基本信号 可以将方波信号分解成一个直流分量和一系列余弦波分量之和 2.复指数信号作为基本信号 可以将方波信号分解成一个直流分量和一系列复指数信号分量之和 2.6 ...
- 《深入浅出通信原理》学习笔记（目录）
本系列文章整理<深入浅出通信原理>的各个帖子,并附上我个人的一些学习心得.鉴于原帖比较零碎,我将按照各知识点的连贯性,将几个帖子(5个左右)放在一篇文章中介绍. 原帖链接: 1,总链接 ...
- 深入浅出通信原理2021-03-03
系列文章目录 第一章 深入浅出通信原理之卷积 第二章 深入浅出通信原理之傅里叶变换 文章目录 系列文章目录 傅里叶变换 一.信号的傅里叶级数展开 二.时域信号相乘相当于频域卷积 三.用余弦信号合成方波 ...
- 深入浅出通信原理2021-03-07
系列文章目录 第一章 深入浅出通信原理之卷积 第二章 深入浅出通信原理之傅里叶变换 第三章 深入浅出通信原理之复指数信号 文章目录 系列文章目录 复指数信号 一.复指数信号的物理意义 二.余弦信号和正 ...
- python 通信系统仿真_深入浅出通信原理连载22-40（Python代码版）
深入浅出通信原理Python代码版 深入浅出通信原理是陈爱军的心血之作,于通信人家园连载,此处仅作python代码笔记训练所用 陈老师的连载从多项式乘法讲起,一步一步引出卷积.傅立叶级数展开.旋转向量 ...
- 深入浅出通信原理连载1-21（Python代码版）
目录 深入浅出通信原理Python代码版 连载1:从多项式乘法说起 连载2:卷积的表达式 连载3: Python计算卷积 连载4:将信号表示成多项式的形式 连载5:欧拉公式证明 理解复数 连载6:利用 ...
- 《深入浅出通信原理》参考资料
陈爱军老师神贴--深入浅出通信原理 原址 我在编写<深入浅出通信原理>时查阅过的一些书籍及资料. 其中有一些是回帖的同学推荐给我的书,买了之后一看,确实很不错,欢迎大家继续推荐. 后续我会 ...
- 深入浅出通信原理连载41-70（Python代码版）
目录 深入浅出通信原理Python代码版 码元(Symbol)详解 BPSK旋转向量理解 PSK=映射+调制 调制解调与傅里叶级数展开 矩形波的复傅立叶级数 离散谱推广到连续谱 各种有用的频谱指标 深 ...
- python频域三维图_深入浅出通信原理连载1-21（Python代码版）
深入浅出通信原理Python代码版 深入浅出通信原理是陈爱军的心血之作,于通信人家园连载,此处仅作python代码笔记训练所用 陈老师的连载从多项式乘法讲起,一步一步引出卷积.傅立叶级数展开.旋转向量 ...
最新文章
- mongodb索引生成HTML页面,MongoDB高级索引
- 防范最新勒索病毒--坏兔子病毒（伪造Adobe Flash Player更新）的方法
- 菜鸟学习Spring——60s利用JoinPoint获取參数的值和方法名称
- 【Android NDK 开发】JNI 方法解析 ( C/C++ 调用 Java 方法 | 函数签名 | 调用对象方法 | 调用静态方法 )
- windows QT kits配置
- Java 获取当前时间
- python中二维数组如何按索引找元素_按索引或坐标访问二维数组中的元素
- 神经网络 卷积神经网络_如何愚弄神经网络？
- 中国剧本推理市场洞察2021
- Go 语言为什么能成功？
- java 有趣注释_Java8 中有趣酷炫的小技巧
- 自古逢秋悲寂寥，奈何今秋热成雕？Python使用Pyecharts统计全国温度Top10并绘图
- 电脑出现无法访问您试图使用的功能所在的网络位置怎么办？（清除软件卸载残留）
- 普渡大学电子和计算机工程专业,2020年普渡大学热门专业
- 银行卡卡号归属地汇总
- linux开机故障，Entering emeryency mode. Exit the shell to continue.
- 三维点云处理-1.2主成分分析PCA
- 记录一下之前写的文章--测试之不可承受之轻
- CAD转Excel，该如何转换操作
- 堆排序重建堆的时间复杂度_排序算法之 堆排序 及其时间复杂度和空间复杂度-Go语言中文社区...