什么是自适应天线?

[拼音]：zishiying tianxian

[外文]：adaptive antenna

能够适应任务需要、信号环境和空间条件的快速随机变化，实时自动实现性能最优化的天线。在结构上它由天线阵列与自适应处理系统构成（见图），故又称自适应阵列。

接收用的自适应阵列能自动调整极化，对所需信号的极化衰减最小，能自动将最大接收方向调整到所需信号来波方向，能自动将零向调向干扰来波方向，所以它具有极为灵活可靠的抗干扰检测能力。发射用的自适应阵列能自动调整方向图，从而将能量射向所需的空间角域。由于具有以上良好特性，自适应阵列广泛应用于通信、雷达、射电天文等领域。

通常的阵列由若干个单元组成。调整各单元激励的幅度和相位(称为复加权，并用W1、W2、…、Wn表示)，便可控制天线方向图形状。自适应阵列便是通过自适应处理系统来调整各单元的复加权，从而实时自动地得到需要的方向特性。若阵元数目为n，则该阵列可以抗n-1个来自不同方向的干扰，并称n元阵列有n-1个空间自由度。复加权电路通常由抽头延迟线和实数乘法器组成。若抽头数为m，则该复加权电路可以对m-1个频率形成需要的复加权，并称m个抽头的延迟线复加权电路有m-1个频率（或时间）自由度。因此，所对抗的干扰越多，频带越宽，自适应阵列结构就越复杂。

自适应处理系统是自适应阵列的心脏。它的功能是适应客观环境和需要，给出正确调整复加权的控制信息。自适应处理系统有两个重要的问题，一是准则，二是算法。

自适应处理系统所追求的目标和在什么意义上逼近目标，称为自适应准则。通常可以按以下几种意义逼近目标：均方误差最小准则、似然比最大准则和信噪比最大准则等。准则是设计自适应处理系统的出发点。

自适应过程是一个不断逼近目标的过程。它所遵循的途径以数学模型表示，称为自适应算法。通常采用基于梯度的算法，其中最小均方误差算法（即LMS算法）尤为常用。自适应算法可以用硬件(处理电路)或软件（程序控制）两种办法实现。前者依据算法的数学模型设计电路，后者则将算法的数学模型编制成程序并用计算机实现。算法有很多种，它的选择很重要，它决定处理系统的性能质量和可行性。

自适应阵列的性能质量主要有四个方面。

（1）收敛速率：即适应过程的快慢；

（2）稳态失调量：自适应完成后阵列性能与最优极限之间的差距；

（3）稳定性：适应结果是否稳定单值；

（4）可行性：实现自适应的硬件或软件是否可以实现或造价是否太贵。这几个方面往往是矛盾的，必须采取折衷设计。