智能天線陣列的優(yōu)化設計3.8天線陣列的小型化

早期的單極化智能天線面積較大（結構尺寸達1300mm×660mm×110mm），尤其是寬度巨大，給站址選取和工程安裝造成很大難度。為了減小智能天線的結構尺寸，業(yè)界先后提出過6列單極化智能天線、緊縮型智能天線和鏤空型智能天線等方案，后來又引入了4列雙極化智能天線方案。4列雙極化智能天線將±45極化的兩列通道以“×”型組合，大大降低了智能天線的整體寬度，很大程度上解決了工程安裝的難題，而性能上接近于單極化天線。目前智能天線基本上都采用雙極化方式，如圖1所示。

智能天線雙極化之后，天線尺寸有了很大改觀，但在密集城區(qū)的某些區(qū)域，天面資源非常有限，普通雙極化天線仍然難以架設；另一方面，對于密集城區(qū)，站點間距小，對天線的增益要求不高，但對其覆蓋的均勻性要求較高。在損失部分增益但保證天線基本性能的前提下，可以通過改進設計進一步降低天線尺寸，使其更易于在空間資源匱乏的站點安裝。發(fā)展小型化天線（如圖2所示）正是基于上述考慮。通過優(yōu)化饋電網絡等設計，小型化天線在尺寸減少一半的同時，增益僅降低約1.5dB。

從外場初步測試的情況來看，小型化天線的拉遠距離與普通天線差距不大。按照站間距500m以內的密集城區(qū)來評估，小型化天線在覆蓋能力和吞吐量方面與普通天線基本相當，其測試結果如圖3和圖4所示。

小型化天線在面積上僅有垂直極化8天線的24%，重量減輕了70%。由于外形輕巧，工程安裝的難度大大降低，單人即可完成上站安裝的全部過程，體現(xiàn)出極大的工程優(yōu)勢。

對于TD-LTE網絡，在8通道天線的設計中，首先需要考慮FAD頻段的超寬帶應用需求，實現(xiàn)天線的寬頻化。智能天線最初應用于TD-SCDMA網絡，其工作頻段為F頻段（1880～1920MHz）和A頻段（2010～2025MHz）。在這兩個頻段，天線采用了0.5波長設計，水平面半功率波束寬度為90°，通過廣播賦形權值合成65°廣播波束。在TD-LTE階段，智能天線若要兼容TD-SCDMA，可在F頻段和A頻段沿用0.5波長設計，保持和TD-SCDMA窄帶天線的同等性能。同時，TD-LTE智能天線還需要支持D頻段（2575～2635MHz），為了在此頻段獲得良好的波束特性，提高輻射效率，可采用兼容的0.7波長設計，將水平面半功率波束寬度變?yōu)?5°，實現(xiàn)單元陣列直接用于廣播信道。這樣，通過F、A頻段0.5波長和D頻段0.7波長設計技術的融合，兼顧了TD-SCDMA和TD-LTE的要求，實現(xiàn)了對F、A、D多頻段的支持。

由于密集城區(qū)是LTE部署的重點區(qū)域，靈活的天線部署方案將成為未來天饋建設的重要需求，同時也是難點所在。結合LTE技術發(fā)展的趨勢及運營需要，未來天饋的設計將著重考慮以下“四化”目標：

? 寬帶化：支持超寬帶多天線技術和雙極化8通道設計方案；

? 多?；褐С諦F/MIMO，覆蓋3G/4G需求；支持未來MU-MIMO技術；

? 簡易化：與電調、遠端控制等技術相結合；支持集束接口，減少接頭數(shù)量；

? 小型化：發(fā)揮城區(qū)及密集城區(qū)應用設計特色，減小天線尺寸以獲得安裝空間。

本書從結構的受力與傳力特征出發(fā)，引出了結構優(yōu)化設計的思想，并緊密結合國內外的工程實例，對結構優(yōu)化設計理論與方法作了簡要的闡述，還具體地介紹了滿應力、滿應變能等準則方法，以及線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃等數(shù)學規(guī)劃方法在結構優(yōu)化設計中的應用．

本書可供建筑、鐵路、公路、水利、航空、造船與機械等工程結構技術人員和有關大專院校的師生參考．

本課題將人工神經網絡方法加以改造應用于作物生產栽培研究，實現(xiàn)神經網絡提取知識的農學意義表達；同時將全息協(xié)調理論與神經網絡理論結合在一起，最終形成作物生產全息協(xié)調神經網絡，不僅實現(xiàn)了對作物生產復雜系統(tǒng)的整體控制，而且實現(xiàn)了對其細胞關系的精確辯識和控制。作物生產全息協(xié)調神經網絡所作的作物生產預測與決策較單用全息協(xié)調方法作的預測決策結果更為精確，而且使全部分析、預測、決策過程和結果得到明確的農學解釋。作物生產全息協(xié)調神經網絡理論在解決作物生產栽培深層次的問題上不但是作物生產全息協(xié)調理論的又一次新的創(chuàng)造，而且對于神經網絡也是一種具有新型結構、功能和算法的神經網絡。 2100433B