分集天线,也叫作模拟分集天线,是一种将收发信机群一端的信号分别送至多个天线,使得在接收端能够得到多个相关性较小的信号,再使用合适的算法,如最大比合并等,将这些信号合并后提高通信的品质和可靠性的系统。分集技术在空间、时间和频域等多个方面都有用到,而分集天线主要是用于空间分集。
目前市场上主要有三种分集天线:空间分集天线、极化分集天线和频分集天线。这里主要介绍空间分集天线。
空间分集天线有两种类型:多天线接收天线阵列和空间极化接收器。多天线接收天线阵列中,每个天线单元接收到相同的信号,但由于通信环境的不同,每个天线单元所接收的信号会有些许时间延迟、噪声及多路干扰等影响,所以在接收端需要进行信号处理,在进行最后的信号合并,提高通信质量。而空间极化接收器,即在空间上设置不同极化,通过多个接收天线来接收信号,再从中选择最佳的信号组合,实现信号的提高及误码率的降低。
在多天线接收天线阵列中,接收到的信号为:
u(t) = \sum_{i=1}^{N}a_iu_i(t) + n(t)
其中,a_i为系数,N为天线数,u_i(t)为第i个天线接收到的信号,n(t)为接收噪声。
假定接收天线间的信道是独立同分布的,且既不相关也不共在,则接收到的信号分别经过归一化、向量叠加、转移矩阵求逆等一系列操作后,使用最大比合并法得到一个最优的信号估计。
分集天线广泛应用于无线通信和雷达等领域。通过使用分集天线技术,可以提高系统的信噪比、容错性、传输距离和速率等。此外,还可以提高多天线系统的稳定性和抗干扰性,从而实现更高效的数据通信,并有效地解决通信过程中的信号干扰和噪声等问题。