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自適應天線,能夠適應任務需要、信號環境和空間條件的快速隨機變化,實時自動實現性能最優化的天線。在結構上它由天線陣列與自適應處理系統構成,故又稱自適應陣列。

1 自適應天線 -自適應天線

自適應天線自適應天線
  接收用的自適應陣列能自動調整極化,對所需信號的極化衰減最小,能自動將最大接收方向調整到所需信號來波方向,能自動將零向調向干擾來波方向,所以它具有極為靈活可靠的抗干擾檢測能力。發射用的自適應陣列能自動調整方向圖,從而將能量射向所需的空間角域。由於具有以上良好特性,自適應陣列廣泛應用於通信、雷達、射電天文等領域。
  通常的陣列由若干個單元組成。調整各單元激勵的幅度和相位(稱為復加權,並用W1W2、…、Wn表示),便可控制天線方向圖形狀。自適應陣列便是通過自適應處理系統來調整各單元的復加權,從而實時自動地得到需要的方向特性。若陣元數目為n,則該陣列可以抗n-1個來自不同方向的干擾,並稱n元陣列有n-1個空間自由度。復加權電路通常由抽頭延遲線和實數乘法器組成。若抽頭數為m,則該復加權電路可以對m-1個頻率形成需要的復加權,並稱m個抽頭的延遲線復加權電路有m-1個頻率(或時間)自由度。因此,所對抗的干擾越多,頻帶越寬,自適應陣列結構就越複雜。
  自適應處理系統是自適應陣列的心臟。它的功能是適應客觀環境和需要,給出正確調整復加權的控制信息。自適應處理系統有兩個重要的問題,一是準則,二是演算法。
  自適應處理系統所追求的目標和在什麼意義上逼近目標,稱為自適應準則。通常可以按以下幾種意義逼近目標:均方誤差最小準則、似然比最大準則和信噪比最大準則等。準則是設計自適應處理系統的出發點。
  自適應過程是一個不斷逼近目標的過程。它所遵循的途徑以數學模型表示,稱為自適應演算法。通常採用基於梯度的演算法,其中最小均方誤差演算法(即LMS演算法)尤為常用。自適應演算法可以用硬體(處理電路)或軟體(程序控制)兩種辦法實現。前者依據演算法的數學模型設計電路,後者則將演算法的數學模型編製成程序並用計算機實現。演算法有很多種,它的選擇很重要,它決定處理系統的性能質量和可行性。
  自適應陣列的性能質量主要有四個方面。①收斂速率:即適應過程的快慢;②穩態失調量:自適應完成後陣列性能與最優極限之間的差距;③穩定性:適應結果是否穩定單值;④可行性:實現自適應的硬體或軟體是否可以實現或造價是否太貴。這幾個方面往往是矛盾的,必須採取折衷設計。

2 自適應天線 -配圖

 

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