Las antenas inteligentes (también conocidas como conjuntos de antenas adaptables, conjuntos de antenas digitales , antenas múltiples y, recientemente, MIMO ) son conjuntos de antenas con algoritmos de procesamiento de señales inteligentes que se utilizan para identificar firmas de señales espaciales, como la dirección de llegada (DOA) de la señal, y utilícelos para calcular los vectores de formación de haz que se utilizan para rastrear y ubicar el haz de la antena en el móvil/objetivo. Las antenas inteligentes no deben confundirse con las antenas reconfigurables , que tienen capacidades similares pero son antenas de un solo elemento y no conjuntos de antenas.
Las técnicas de antenas inteligentes se utilizan principalmente en el procesamiento de señales acústicas, radares de seguimiento y exploración , radioastronomía y radiotelescopios , y principalmente en sistemas celulares como W-CDMA , UMTS y LTE .
Las antenas inteligentes tienen muchas funciones: estimación de DOA, formación de haces , anulación de interferencias y preservación del módulo constante.
El sistema de antena inteligente estima la dirección de llegada de la señal, utilizando técnicas como MUSIC (Clasificación de señales múltiples), estimación de parámetros de la señal mediante algoritmos de técnicas de invariancia rotacional (ESPRIT), método Matrix Pencil o uno de sus derivados. Implican encontrar un espectro espacial de la matriz de antena/sensor y calcular el DOA a partir de los picos de este espectro. Estos cálculos son computacionalmente intensivos.
La formación de haces es el método utilizado para crear el patrón de radiación del conjunto de antenas agregando constructivamente las fases de las señales en la dirección de los objetivos/móviles deseados y anulando el patrón de los objetivos/móviles que son objetivos no deseados/que interfieren. Esto se puede hacer con un filtro de línea de retardo de respuesta de impulso finito (FIR) simple. Los pesos del filtro FIR también pueden cambiarse de forma adaptativa y usarse para proporcionar una formación de haz óptima, en el sentido de que reduce el error cuadrático medio mínimo entre el patrón de haz deseado y el real formado. Los algoritmos típicos son el descenso más pronunciado y los mínimos cuadrados mediosalgoritmos En arreglos de antenas digitales con multicanales se utiliza el beamforming digital, generalmente por DFT o FFT .
Dos de los principales tipos de antenas inteligentes incluyen antenas inteligentes de haz conmutado y antenas inteligentes de matriz adaptativa . Los sistemas de haz conmutado tienen varios patrones de haz fijo disponibles. Se toma una decisión sobre a qué haz acceder, en un momento dado, en función de los requisitos del sistema. Los arreglos adaptativos permiten que la antena dirija el haz a cualquier dirección de interés mientras anula simultáneamente las señales de interferencia. [1] La dirección del haz se puede estimar utilizando los métodos de estimación denominados de dirección de llegada (DOA). [2]