¿Cuál es la diferencia entre las antenas inteligentes y las matrices en fase?

En pocas palabras: ambas son formas diferentes de aprovechar las propiedades del uso de múltiples antenas.

En una matriz de fase, las antenas generalmente se colocan en un patrón repetitivo como una matriz o círculos o hexágonos. A menudo, la distancia entre las antenas es siempre la misma. Los arreglos en fase se usan para hacer que estas muchas antenas se comporten como una antena una con ciertas propiedades como un patrón de haz más estrecho (donde la antena es sensible y / o emite más potencia).

Considero que las antenas inteligentes son un nombre inapropiado, ya que las antenas no son inteligentes en absoluto, el bit "inteligente" está en las señales que se utilizan con las antenas. Esto se puede utilizar para mejorar la recepción por formación de haz o al revés: sensibilidad mejorada en una dirección determinada.

Este procesamiento de señal de "antena inteligente" también se usa con matrices en fase.

Se podría decir que algunos sistemas de antenas inteligentes son una forma simple de Phased Array. Cuando una simple matriz en Fase podría usar 9 antenas, un sistema de antena inteligente podría usar 3 antenas.

Puede llamar a cualquier matriz en Fases con procesamiento de señal de un sistema de Antena Inteligente, pero yo no llamaría a una matriz de fase a ningún sistema de Antena inteligente. por ejemplo, algunas computadoras portátiles tienen 2 o 3 antenas wifi para la formación de haz y Mimo. No llamaría a eso una matriz de fase, pero creo que sería correcto llamar a eso un sistema de antena inteligente.

Las antenas inteligentes y las matrices en fase hacen su magia al tomar la señal de RF y combinar de forma lineal las copias con diferentes fases y amplitudes. Dependiendo de la combinación, apunta su haz a una dirección diferente.

Una antena de matriz de fase generalmente hace que la elección de las fases y / o las amplitudes (generalmente son solo las fases) de un conjunto fijo y finito de valores. Esto se implementa con una matriz, llamada matriz de alimentación o red de alimentación, de elementos pasivos como desplazadores de fase dispuestos de manera adecuada. Un Matriz de mayordomo es un ejemplo de dicha matriz. La matriz tiene N entradas y N salidas, y la elección de la entrada determina la dirección del haz.

Las antenas inteligentes, por otro lado, son más versátiles. Selecciona los valores de fase y / o amplitud de acuerdo con un algoritmo dado y los implementa con la electrónica, y por lo tanto es capaz de obtener un número mucho mayor de combinaciones.

Esto se traduce en que la antena inteligente puede apuntar su haz de irradiación a muchas más direcciones (potencialmente infinitas) que una matriz en fase. Por otro lado, cuesta más.

Hay mucha convergencia entre los dos tipos de antena, y la principal diferencia es una de la historia.

Las matrices en fase han existido durante mucho tiempo, como un método eléctrico para hacer el equivalente de un rayo giratorio o orientable, tanto para transmisión como para recepción. Los militares los han desarrollado durante mucho tiempo, y gran parte del desarrollo es secreto, escondido dentro de los radomos. Normalmente, una matriz en fase tendrá 100 si no 1000 de elementos. El costo no era un objeto.

Las antenas inteligentes han existido alrededor de una década aproximadamente, como una evolución de las comunicaciones móviles. Una antena está sujeta a desvanecimiento, esto se mejora mucho al tener dos, y dos antenas fueron estándar durante mucho tiempo. Se utilizó DSP para utilizar las dos cadenas de recepción de forma inteligente. Inicialmente, un receptor cambiaría a la señal más fuerte, pero a medida que había más DSP disponible a bajo costo, el uso de ambos receptores para estimar los datos de forma independiente y luego la combinación suave, daba una mejor tasa de error. Esta fue la primera antena 'inteligente'.

Se agregaron más antenas al sistema, ya que se observó que la formación de haz en bruto podría aumentar la velocidad de datos. En condiciones ideales, un sistema MIMO de 4 antenas puede proporcionar hasta tres veces la capacidad del canal de una sola antena mediante la "multiplexación espacial", empleando diferentes caminos de dispersión al otro extremo del enlace. A medida que aumenta la cantidad de antenas activas, el hardware ciertamente comienza a parecerse al hardware clásico de matriz en fase.

Sin saber nada acerca de "Smart Antenna" antes de leer el artículo de Wiki, pero trabajando en el campo de comunicaciones de RF durante la mayor parte de 2 décadas, sugeriría que las matrices de fase electrónicamente dirigibles son sinónimos con el término "antena inteligente". La diferencia es probablemente similar a decir que obtuviste una ganancia de diversidad 3dB al usar 2 antenas, en lugar de usar una matriz de 2 elementos omnidireccionales. Son para todos los efectos, lo mismo.

Los fundamentos del procesamiento de matrices son que utiliza la amplitud y la fase para cambiar la respuesta de su antena, tanto rx como TX (es decir, dirección de haz, dirección nula, rechazo de lóbulo lateral) o para recopilar información sobre la señal entrante (es decir, : dirección, velocidad.)