Wi-Fi产品中的智能天线设计
2017-09-03 21:24
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Wi-Fi产品中的智能天线的基本原理,通俗一点讲,就是:哪里有用户,就将信号指向哪里。智能天线的作用就是在无线AP与客户端之间建立一条高增益的无线信道,对上下行信号同时增益,从而大幅度提升无线信号质量。
Wi-Fi产品中的智能天线分为两大类,一类是波瓣形态有限的简单的智能天线,另一类是波瓣形态无穷的相控阵天线。
波瓣形态有限的智能天线
这类天线的阵列已经摆好固定,只是参与工作的振子是随机调整。换句话说,就是天线通过控制由哪些振子参与辐射,产生多种固定的波瓣形状,最大拟态数量有限,至于那种波瓣形状适合当前点对点的通讯需求,是随机调整的。如下图是某厂商的智能天线实物图。
![](http://img1.ph.126.net/jYcUVpx2jjWjiDE9XGt9yg==/1328280415115065281.jpg)
以上是6个水平极化振子+6个垂直极化振子,演变出4096个天线组合。智能天线控制单元会每隔20MS—40Ms就学习周边的电磁环境,将各类信号的强度与天线阵的组合方式记住,这样在点对点通讯过程中就可以选择适合的天线阵的组合模式了。当然,不同的天线阵的组合,可以产生不同的空间辐射波瓣形状,更远的通讯距离,更好的干扰抑制能力,更大的通讯带宽,更多的终端容量。这是智能天线的设计目的。
波瓣形态无穷的相控阵天线
基本原理:微处理器接收到包含通信方向的控制信息后,根据控制软件提供的算法计算出各个移相器的相移量,然后通过天线控制器来控制馈电网络完成移相过程。由于移相能够补偿同一信号到达各个不同阵元而产生的时间差,所以此时天线阵的输出同相叠加达到最大。一旦信号方向发生变化,只要通过调整移相器的相移量就可使天线阵波束的最大指向做相应的变化,从而实现波束扫描和跟踪。如下图是某厂家的智能天线实物图。
![](http://img9.ph.126.net/az9PcHmvzfmKbpaYuRPOOg==/2605895334404724829.jpg)
选择什么样的智能天线
对于波瓣形态有限的智能天线,无需对每个振子上的激励信号的相位进行调整,而且基于现有的大量出货的Wi-Fi SoC,我们也没有能力这样做,所以这种天线是系统集成商能够进行开发设计的,并且能够起到较好的作用。
对于波瓣形态无穷的相控阵天线,必须要对每个振子上的激励信号的相位进行调整,也就是说,必须调整基带信号的相位,实现多种波束的组合,从而实现智能天线,一版要用专用芯片来做(ASIC),大多数系统集成商是不具备这样的条件的。
转自生花通信。
Wi-Fi产品中的智能天线分为两大类,一类是波瓣形态有限的简单的智能天线,另一类是波瓣形态无穷的相控阵天线。
波瓣形态有限的智能天线
这类天线的阵列已经摆好固定,只是参与工作的振子是随机调整。换句话说,就是天线通过控制由哪些振子参与辐射,产生多种固定的波瓣形状,最大拟态数量有限,至于那种波瓣形状适合当前点对点的通讯需求,是随机调整的。如下图是某厂商的智能天线实物图。
![](http://img1.ph.126.net/jYcUVpx2jjWjiDE9XGt9yg==/1328280415115065281.jpg)
以上是6个水平极化振子+6个垂直极化振子,演变出4096个天线组合。智能天线控制单元会每隔20MS—40Ms就学习周边的电磁环境,将各类信号的强度与天线阵的组合方式记住,这样在点对点通讯过程中就可以选择适合的天线阵的组合模式了。当然,不同的天线阵的组合,可以产生不同的空间辐射波瓣形状,更远的通讯距离,更好的干扰抑制能力,更大的通讯带宽,更多的终端容量。这是智能天线的设计目的。
波瓣形态无穷的相控阵天线
基本原理:微处理器接收到包含通信方向的控制信息后,根据控制软件提供的算法计算出各个移相器的相移量,然后通过天线控制器来控制馈电网络完成移相过程。由于移相能够补偿同一信号到达各个不同阵元而产生的时间差,所以此时天线阵的输出同相叠加达到最大。一旦信号方向发生变化,只要通过调整移相器的相移量就可使天线阵波束的最大指向做相应的变化,从而实现波束扫描和跟踪。如下图是某厂家的智能天线实物图。
![](http://img9.ph.126.net/az9PcHmvzfmKbpaYuRPOOg==/2605895334404724829.jpg)
选择什么样的智能天线
对于波瓣形态有限的智能天线,无需对每个振子上的激励信号的相位进行调整,而且基于现有的大量出货的Wi-Fi SoC,我们也没有能力这样做,所以这种天线是系统集成商能够进行开发设计的,并且能够起到较好的作用。
对于波瓣形态无穷的相控阵天线,必须要对每个振子上的激励信号的相位进行调整,也就是说,必须调整基带信号的相位,实现多种波束的组合,从而实现智能天线,一版要用专用芯片来做(ASIC),大多数系统集成商是不具备这样的条件的。
转自生花通信。
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