郭 飛，屈毅凡，徐寧偉，張龍劍

（空軍工程大學(xué)信息與導(dǎo)航學(xué)院，西安 710000）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新和當(dāng)今社會(huì)信息量的逐漸上升，全球的通信事業(yè)也在不斷的迅速發(fā)展，個(gè)人用戶的移動(dòng)通信也在快速普及，移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的需求量增長(zhǎng)和有限的頻譜資源的矛盾日益變得顯著。在數(shù)幾年以后，大多數(shù)用戶的信息需求量將有可能超越現(xiàn)有技術(shù)所提供的很多信息資源。因此，全球用戶迫不及待的需求一種及能提高信息容量又能提高通信質(zhì)量的高科技技術(shù)，這就是在應(yīng)急衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)中引入的天線技術(shù)。天線技術(shù)的基本思路是利用多類用戶信號(hào)空間存在的特征，根據(jù)某一個(gè)接收準(zhǔn)則自動(dòng)調(diào)節(jié)各天線陣元的加權(quán)向量，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)期望用戶信號(hào)而到達(dá)方向，零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)到達(dá)方向，從而達(dá)到最佳接收和發(fā)射，采用天線技術(shù)能夠有效的抑制和接收信號(hào)方向不同的多路徑干擾、同信道干擾等，提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量，提高頻譜的有效利用率，增大系統(tǒng)的有效容量[1]。因而，天線技術(shù)在未來(lái)的應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的應(yīng)用前景十分廣泛。

1 天線技術(shù)的概述

隨著互聯(lián)網(wǎng)普及化的不斷推進(jìn)，用戶數(shù)量與用戶的業(yè)務(wù)需求都在不斷增長(zhǎng)，這需要更高速、更強(qiáng)大的無(wú)線鏈路支持互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。而無(wú)線鏈路的傳輸速率由信道容量決定，通過(guò)多個(gè)天線連接收發(fā)端口可以有效提升信道容量，其通訊速度容量遠(yuǎn)超傳統(tǒng)的單天線系統(tǒng)的信息傳輸能力極限。所以多天線技術(shù)在應(yīng)急通訊系統(tǒng)的應(yīng)用具有極大的前景，應(yīng)用效果極佳。因此對(duì)多天線技術(shù)的研究分析極為重要，不僅僅為多天線技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，并且展示高速無(wú)線系統(tǒng)的廣闊應(yīng)用前景[2]。

2 天線技術(shù)的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

天線技術(shù)在應(yīng)急衛(wèi)星的應(yīng)用中展現(xiàn)了極大的潛力，我國(guó)用戶對(duì)于這一技術(shù)的重視程度不斷提高，而在歐美國(guó)家中，天線技術(shù)已經(jīng)有了一個(gè)較為完善的理論研究以及一定的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用研究，取得了一定成果，我國(guó)雖然發(fā)展存在一定的滯后性，但是也取得了一定的成就，已經(jīng)將天線技術(shù)的研究納入了我國(guó)的通訊技術(shù)主體研究中[3]。國(guó)家自然科學(xué)基金、博士點(diǎn)基金等也相應(yīng)支持有關(guān)單位進(jìn)行理論研究與技術(shù)平臺(tái)的開發(fā)，將其合理的應(yīng)用在應(yīng)急衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)中使其起到顯著性作用。

3 天線技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

3.1 提高頻譜利用率

在傳統(tǒng)技術(shù)中，對(duì)于頻譜的利用率不足，因此利用通信技術(shù)提升在應(yīng)急衛(wèi)星通訊業(yè)務(wù)中的頻譜利用率可以在現(xiàn)有的信號(hào)基站基礎(chǔ)上增添系統(tǒng)容量，可以有效抑制干擾信號(hào)。

3.2 抗衰落

高頻無(wú)線通訊存在一個(gè)重大的缺陷，高頻信號(hào)易出現(xiàn)信號(hào)衰落，而在發(fā)生信號(hào)衰落后，信號(hào)出現(xiàn)較大失真，信號(hào)的真實(shí)性對(duì)于通訊系統(tǒng)而言是一定要保證的要素。

3.3 改善鏈路質(zhì)量，增加可靠性

利用獨(dú)立衰落路徑與接收獨(dú)立的信號(hào)副本，而通過(guò)多個(gè)信號(hào)副本可以有效避免由信號(hào)衰落導(dǎo)致的信號(hào)波動(dòng)失真，產(chǎn)生分集，確保有一到多個(gè)信號(hào)副本保持信號(hào)可靠性。

3.4 減小多級(jí)效應(yīng)

天線技術(shù)可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)時(shí)延多級(jí)分離，從而可以更有用的減小多徑效應(yīng)。

3.5 降低功率，減少成本

天線技術(shù)可以對(duì)待特定用戶的傳輸進(jìn)行優(yōu)化，這樣就會(huì)使發(fā)射功率降低，從而降低放大器的成本。

3.6 提高通信的安全性

對(duì)于傳統(tǒng)通訊技術(shù)而言，信號(hào)是公開的，無(wú)線信號(hào)的接受極為便利，而采用天線技術(shù)可以發(fā)揮波束的定向作用，將信號(hào)限制在確定的區(qū)域接受，進(jìn)一步提高通訊的安全性，在信息爆炸的今天，用戶對(duì)于通訊的私密性與安全性的重視程度也在不斷增長(zhǎng)，需要通過(guò)技術(shù)手段保證。

4 天線技術(shù)存在的問(wèn)題

天線技術(shù)對(duì)碼分多址應(yīng)急衛(wèi)星通信系統(tǒng)的性能的提高和成本的降低都起到了很大的作用，但天線技術(shù)也存在一定的問(wèn)題，主要是在碼分多址系統(tǒng)，存在的問(wèn)題有天線技術(shù)的校準(zhǔn)問(wèn)題、新舊技術(shù)的結(jié)合、波束賦形的速度、設(shè)備較為復(fù)雜以及相關(guān)物理層技術(shù)等等，因此天線技術(shù)的發(fā)展需要重視暴露的問(wèn)題，及時(shí)解決，不斷完善，從根本上解決上述問(wèn)題，完善產(chǎn)品設(shè)計(jì)，推廣天線技術(shù)[4]。

5 天線技術(shù)的應(yīng)用

（1）移動(dòng)數(shù)字電視。

（2）無(wú)線個(gè)人通信系統(tǒng)。

（3）TD-SCDMA系統(tǒng)。

（4）應(yīng)用與移動(dòng)終端。

（5）用于衛(wèi)星移動(dòng)通信。

6 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)急聯(lián)動(dòng)的各個(gè)部門，對(duì)于應(yīng)急衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的要求極高，需要多層次、立體化的指揮系統(tǒng)，對(duì)各部門的專網(wǎng)進(jìn)行高效對(duì)接管理，并且可以在更高角度對(duì)各部門進(jìn)行科學(xué)的統(tǒng)一管理與指揮，提升部門聯(lián)動(dòng)效率，衛(wèi)星通信的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)使這樣的通信專網(wǎng)具有前所未有的應(yīng)急通信性，利用應(yīng)急衛(wèi)星通信技術(shù)，建立聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)涵蓋集群調(diào)度及普通語(yǔ)音功能，完全滿足合計(jì)聯(lián)動(dòng)單位平時(shí)的集群調(diào)度需求和普通語(yǔ)音需求[5]。

在應(yīng)急通信方面，組網(wǎng)已經(jīng)代替了原來(lái)的臨時(shí)應(yīng)急信道的概念，因此應(yīng)急衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)中的天線技術(shù)已經(jīng)勝任了其它天線的效果，能夠在我國(guó)區(qū)域、城市、行業(yè)、企業(yè)、社區(qū)等社會(huì)組織，特別是大型公共服務(wù)類企業(yè)的應(yīng)急衛(wèi)星通信體系建設(shè)中起到顯著性的作用。