20、终端天线系统的评估与建模

终端天线系统的评估与建模

在无线通信领域，终端天线系统的设计与性能评估至关重要。随着技术的发展，对天线系统的要求也越来越高，如更高的容量、更小的尺寸以及更好的抗干扰能力等。下面将详细介绍终端天线系统的相关技术和建模方法。

1. 减少射频收发器数量的紧凑型 MIMO 天线

当需要多个收发器时，终端 MIMO 天线的设计变得复杂且成本高昂。为解决这一问题，可采用以下技术：
- 电子可控无源阵列辐射器（ESPAR）天线 ：通过 PIN 二极管开关使寄生元件开路或短路，从而控制单源天线的辐射方向图。例如，在一个示例中，发射机配备单个射频前端，能将二进制相移键控（BPSK）调制符号映射到波矢量域的正交基函数上，接收机则使用二元均匀线性阵列（ULA）或全向天线。为计算香农容量，定义了一个新的信道，接收机对接收的比特流角度有一个定义系数 (ARx(θRx))，发射机在给定二进制状态下有一个定义的发射模式 (BTxxTx)，其信道矩阵为 (H_{ESPAR} = ARx(θRx)H_{Channel}BTxxTx)。一个三元素的 ESPAR 天线能够在两个方向上进行波束控制，其 2×2 波束转向 MIMO（BS - MIMO）容量与传统 MIMO 场景相当，且收发器数量减半。
- 天线选择 ：以接入点使用两个四螺旋天线（QHA）为例，每个 QHA 由四个 MIMO 天线分支紧凑组合而成。若发射端有两个 QHA，接收端有一个 QHA，则信道由八个 1×4 列向量 (h_n) 表示八个发射天线。天线选择会根据幅度 (|h_n|) 找出四个最强的发射天线，即 (H_{Sel} = \max_4 [h_1 h_2 h_3 h_4