智能天線陣列與DOA估計(jì)算法的研究及FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，智能天線技術(shù)憑借自身的優(yōu)勢(shì)成為了3G的關(guān)鍵技術(shù)之一。使用智能天線可提高系統(tǒng)容量、增加覆蓋距離、緩和多徑傳播的干擾改善鏈路質(zhì)量和保密性好的優(yōu)點(diǎn)。智能天線是個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)包括天線陣列，數(shù)字信號(hào)處理單元和自適應(yīng)算法單元。天線陣列是多個(gè)在空間按照一定規(guī)律排列的天線的組合，其功能是接收和發(fā)射無(wú)線電信號(hào)；信號(hào)處理單元主要對(duì)天線接收下來(lái)的信號(hào)進(jìn)行處理，它的實(shí)現(xiàn)主要用FPGA和DSP。自適應(yīng)單元主要是為了適應(yīng)移動(dòng)通信環(huán)境多變的情況

2、，保證天線陣的主瓣始終指向期望的信號(hào)。 本文著重研究了智能天線中的天線陣列和DOA估計(jì)算法兩大部分內(nèi)容，同時(shí)將重要的DOA估計(jì)算法在FPGA上進(jìn)行了仿真。 首先本文對(duì)目前智能天線中常見(jiàn)的直線陣和圓環(huán)陣的方向特性進(jìn)行了分析和討論，在此基礎(chǔ)上提出了一種新的陣型，橢圓形天線陣列，經(jīng)過(guò)推證將直線陣和圓環(huán)陣統(tǒng)一到橢圓形陣中，得到了天線陣列方向特性的統(tǒng)一表達(dá)式，并在此基礎(chǔ)上對(duì)陣元個(gè)數(shù)對(duì)陣列方向特性的影響進(jìn)行了較深入的研究，所得結(jié)果對(duì)

3、實(shí)際應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。結(jié)果表明：增加陣元個(gè)數(shù)不僅可以增強(qiáng)主瓣的方向性，還可以抑制旁瓣。對(duì)于直線陣陣元個(gè)數(shù)對(duì)方向性的影響很明顯，而對(duì)圓環(huán)陣卻不明顯，但可以很好的抑制旁瓣。 另外，本文還對(duì)DOA估計(jì)的各種算法進(jìn)行了詳細(xì)研究，針對(duì)MUSIC算法，采用Matlab語(yǔ)言編制了通用的計(jì)算程序，并利用該程序在不同形式的陣列上進(jìn)行了仿真計(jì)算。同時(shí)還將此算法在FPGA上進(jìn)行了驗(yàn)證，編寫(xiě)了FPGA與PC的串口通信程序，利用這個(gè)程序可以將運(yùn)算結(jié)