● 摘要
基于智能天线技术的无线局域网的研究已经成为计算机网络和无线通信领域中的一个热点。智能天线技术是提高无线通信系统频谱效率和功率利用率的一种有效手段，它可以抵抗共信道干扰、消弱多径影响并减少符号间干扰，从而提高系统容量和通信质量。无线局域网被“嵌入”智能天线技术后，不但拥有了智能天线本身所具有的全部技术优点，并且通过融合发扬产生了一些新的功能和应用领域，比如定向、测距、分级通信等。这样的无线局域网功能更强，更具有智能，是一种“智能无线局域网”。 本文介绍了无线局域网和智能天线的技术背景，分析比较了目前国内外智能天线和无线局域网的研究现状，提出了智能天线现存的问题及智能天线和无线局域网融合的发展前景。在此基础上，本人所做的工作和取得的主要成果如下：1．双频高增益天线单元：通过采用对双频微带贴片天线背面安放金属反射板来增强天线的指向性/增益的方法，论文构造了一款高增益的双频天线，工作频段涵盖IEEE802.11a/b/g无线局域网协议所规定的2.4GHz和5GHz这两个频段。通过Ansoft公司的HFSS软件对该结构进行仿真优化得到结构参数，经过实验测得低频带和高频带的最大增益分别是6.243dBi和10.4dBi，比报道的任何一款兼容IEEE802.11a/b/g无线局域网协议的天线都高。2．双频智能天线：在论文提出的双频高增益天线单元的基础上，组成兼容IEEE802.11a/b/g无线局域网协议的双频天线二元阵列。在仿真中，本文采用自适应波束形成的方法调整低频段主波束的方向，同时，采用调节馈电相位的方法调整高频段的主波束的指向，构成了一个具有双频双电扫描的智能天线。3．基于桥函数的鲁棒性被动波束形成技术：被动波束形成算法是一种不采用自适应信号处理、简单而高效的波束形成技术。它不使用任何移相器和衰减器，只通过对兴趣方位(Direction of Interest，DOI)的观察来产生多个波束。该算法将正交扩频码序列作为加权系数和天线阵列的阵元接收信号分别相乘，并将各路积信号求和相加来得到阵列输出。由于正交扩频码加权序列的时序扰动对被动波束形算法性能有影响，会引入很高的判决错误概率。论文提出了一种解决正交扩频码序列时序扰动的被动波束形成鲁棒性方案。为了维护系统的可靠性，论文采用桥函数正交扩频序列作为正交扩频码序列。由于桥函数序列的互相关函数在横坐标零点邻近存在一个零相关区，从而使它具有更强的保持正交性的特性。一旦时钟信号受到小的扰动，由于存在这样一个零相关区，序列间的正交性仍得到保持。这样的系统对时钟信号扰动不敏感，有很强的鲁棒性。论文从理论上分析了该方法的可行性，并通过一系列的计算机仿真验证了该方案的良好性能。 在基于智能天线的无线局域网和鲁棒性波束形成技术这个课题中，还有一些值得深入研究的问题，包括：（1）兼容IEEE 802.11a/b/g/n无线局域网标准的双频智能天线系统的设计；（2）智能天线在Ad hoc网络中的应用；（3）鲁棒性被动波束形成技术在雷达和声纳系统中的应用；（4）基于多频带天线和多频带射频部件的射频大综合的设计。这些将是作者下一步的工作内容。
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