Uma antena inteligente, também conhecida como antena adaptativa ou antena inteligente, usa técnicas de processamento de sinal para melhorar a qualidade e a confiabilidade da comunicação sem fio. Diferentemente das antenas tradicionais que transmitem e recebem sinais de maneira igualmente, as antenas inteligentes ajustam dinamicamente seu padrão de radiação para otimizar a força do sinal na direção desejada e suprimir a interferência de outras fontes. Isso é alcançado através de vários componentes e técnicas importantes:
Componentes -chave: *
Múltiplos elementos de antena: Um sistema de antena inteligente consiste em uma variedade de vários elementos de antena, geralmente dispostos em uma geometria específica (linear, circular, planar). Cada elemento recebe ou transmite uma versão ligeiramente diferente do sinal.
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Unidade de processamento de sinal: Este é o "cérebro" do sistema. Ele combina os sinais recebidos pelos elementos individuais da antena usando algoritmos sofisticados para realizar o cancelamento de formação de feixe e interferência.
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Estimativa do canal: A unidade de processamento de sinal monitora constantemente o ambiente de rádio, estimando as características do canal sem fio - incluindo força de sinal, efeitos de múltipla e fontes de interferência.
Técnicas de chave: *
Formação de feixe: Esta é a função principal de uma antena inteligente. Ao ajustar a fase e a amplitude dos sinais transmitidos ou recebidos por cada elemento da antena, o sistema pode criar um feixe de energia focado direcionado para o receptor ou transmissor desejado. Isso melhora a relação sinal-ruído (SNR) e reduz a interferência.
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Formação de feixe adaptável: Isso vai além da formação de feixe simples ajustando dinamicamente o feixe com base nas condições de mudança do canal. Ele rastreia continuamente o sinal desejado e ajusta o feixe para manter o desempenho ideal, compensando o desbotamento, a interferência e o movimento do transmissor ou receptor.
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Processamento do espaço-tempo: Isso combina uma formação de feixe com técnicas que exploram a diversidade espacial e temporal fornecida por várias antenas para melhorar a confiabilidade e a taxa de transferência de dados. Isso é especialmente útil em ambientes desbotados.
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Cancelamento de interferência/direção nula: O sistema pode identificar fontes de interferência e direcionar ativamente os nulos (áreas de baixo ganho) no padrão da antena em relação a essas fontes, suprimindo efetivamente a interferência.
Como funciona na prática: 1.
Recepção de sinal (ou transmissão): Os elementos individuais da antena recebem (ou transmitem) o sinal. Cada elemento recebe uma versão ligeiramente diferente devido a mudanças de fase e propagação de múltipla.
2.
Estimativa do canal: A unidade de processamento de sinal analisa os sinais recebidos de todos os elementos da antena para estimar as características do canal sem fio, incluindo a direção da chegada (DOA) dos sinais e a localização das fontes interferentes.
3.
Formação de feixe/direção nula: Com base na estimativa do canal, a unidade de processamento de sinal ajusta a fase e a amplitude dos sinais de cada elemento da antena para criar um feixe na direção do sinal desejado e anular na direção de sinais interferentes.
4.
combinação/transmissão de sinal: Os sinais combinados são processados (em recepção) ou transmitidos (na transmissão). O sinal resultante aumentou a força e a interferência reduzida.
Aplicações: Antenas inteligentes são usadas em várias aplicações, incluindo:
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estações de base celular: Melhorando a cobertura e a capacidade.
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LAN sem fio (Wi-Fi): Melhorando a taxa de transferência e o alcance.
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Comunicação por satélite: Aumentando as taxas de dados e reduzindo a interferência.
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Sistemas de radar: Melhorando a detecção e rastreamento de metas.
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Comunicação militar: Melhorar a segurança e a confiabilidade.
Em essência, uma antena inteligente age como um prato de radar sofisticado e eletronicamente orientável para comunicação sem fio, maximizando o sinal desejado e minimizando a interferência indesejada, resultando em melhor desempenho e eficiência.
