应急卫星通信业务中天线技术的新发展

郭 飞，屈毅凡，徐宁伟，张龙剑

（空军工程大学信息与导航学院，西安 710000）

随着科学技术的不断更新和当今社会信息量的逐渐上升，全球的通信事业也在不断的迅速发展，个人用户的移动通信也在快速普及，移动通信业务的需求量增长和有限的频谱资源的矛盾日益变得显著。在数几年以后，大多数用户的信息需求量将有可能超越现有技术所提供的很多信息资源。因此，全球用户迫不及待的需求一种及能提高信息容量又能提高通信质量的高科技技术，这就是在应急卫星通信业务中引入的天线技术。天线技术的基本思路是利用多类用户信号空间存在的特征，根据某一个接收准则自动调节各天线阵元的加权向量，使天线主波束对准期望用户信号而到达方向，零陷对准干扰信号到达方向，从而达到最佳接收和发射，采用天线技术能够有效的抑制和接收信号方向不同的多路径干扰、同信道干扰等，提高信号的传输质量，提高频谱的有效利用率，增大系统的有效容量[1]。因而，天线技术在未来的应急卫星通信系统中的应用前景十分广泛。

1 天线技术的概述

随着互联网普及化的不断推进，用户数量与用户的业务需求都在不断增长，这需要更高速、更强大的无线链路支持互联网技术的进一步发展。而无线链路的传输速率由信道容量决定，通过多个天线连接收发端口可以有效提升信道容量，其通讯速度容量远超传统的单天线系统的信息传输能力极限。所以多天线技术在应急通讯系统的应用具有极大的前景，应用效果极佳。因此对多天线技术的研究分析极为重要，不仅仅为多天线技术的发展带来扎实的理论基础，并且展示高速无线系统的广阔应用前景[2]。

2 天线技术的国内研究现状

天线技术在应急卫星的应用中展现了极大的潜力，我国用户对于这一技术的重视程度不断提高，而在欧美国家中，天线技术已经有了一个较为完善的理论研究以及一定的现场应用研究，取得了一定成果，我国虽然发展存在一定的滞后性，但是也取得了一定的成就，已经将天线技术的研究纳入了我国的通讯技术主体研究中[3]。国家自然科学基金、博士点基金等也相应支持有关单位进行理论研究与技术平台的开发，将其合理的应用在应急卫星通信业务中使其起到显著性作用。

3 天线技术的优点

3.1 提高频谱利用率

在传统技术中，对于频谱的利用率不足，因此利用通信技术提升在应急卫星通讯业务中的频谱利用率可以在现有的信号基站基础上增添系统容量，可以有效抑制干扰信号。

3.2 抗衰落

高频无线通讯存在一个重大的缺陷，高频信号易出现信号衰落，而在发生信号衰落后，信号出现较大失真，信号的真实性对于通讯系统而言是一定要保证的要素。

3.3 改善链路质量，增加可靠性

利用独立衰落路径与接收独立的信号副本，而通过多个信号副本可以有效避免由信号衰落导致的信号波动失真，产生分集，确保有一到多个信号副本保持信号可靠性。

3.4 减小多级效应

天线技术可以进一步实现时延多级分离，从而可以更有用的减小多径效应。

3.5 降低功率，减少成本

天线技术可以对待特定用户的传输进行优化，这样就会使发射功率降低，从而降低放大器的成本。

3.6 提高通信的安全性

对于传统通讯技术而言，信号是公开的，无线信号的接受极为便利，而采用天线技术可以发挥波束的定向作用，将信号限制在确定的区域接受，进一步提高通讯的安全性，在信息爆炸的今天，用户对于通讯的私密性与安全性的重视程度也在不断增长，需要通过技术手段保证。

4 天线技术存在的问题

天线技术对码分多址应急卫星通信系统的性能的提高和成本的降低都起到了很大的作用，但天线技术也存在一定的问题，主要是在码分多址系统，存在的问题有天线技术的校准问题、新旧技术的结合、波束赋形的速度、设备较为复杂以及相关物理层技术等等，因此天线技术的发展需要重视暴露的问题，及时解决，不断完善，从根本上解决上述问题，完善产品设计，推广天线技术[4]。

5 天线技术的应用

（1）移动数字电视。

（2）无线个人通信系统。

（3）TD-SCDMA系统。

（4）应用与移动终端。

（5）用于卫星移动通信。

6 结束语

应急联动的各个部门，对于应急卫星通讯系统的要求极高，需要多层次、立体化的指挥系统，对各部门的专网进行高效对接管理，并且可以在更高角度对各部门进行科学的统一管理与指挥，提升部门联动效率，卫星通信的独特优势使这样的通信专网具有前所未有的应急通信性，利用应急卫星通信技术，建立联动系统涵盖集群调度及普通语音功能，完全满足合计联动单位平时的集群调度需求和普通语音需求[5]。

在应急通信方面，组网已经代替了原来的临时应急信道的概念，因此应急卫星通信业务中的天线技术已经胜任了其它天线的效果，能够在我国区域、城市、行业、企业、社区等社会组织，特别是大型公共服务类企业的应急卫星通信体系建设中起到显著性的作用。