无线供电的针刺天线系统配合 Horn 天线

针刺天线系统最近涌现为提高高频无线通信覆盖范围的有前景方案, 通过介质波导引导信号并通过位置可调天线辐射。然而, 其实际部署受限于波导衰减和线缆安装要求, 这限制了可实现的覆盖范围。为解决这一挑战, 本文研究采用高度定向Horn天线的无线供电针刺天线架构, 以实现有效的覆盖范围扩展。具体地, 在基站与波导输入之间引入一个全双工增益-前向中继器配备Horn天线, 这在高频段显著改善了链路预算, 并有效消除自干扰。在此基础上, 我们构建总功率最小化问题, 受用户终端质量服务(QoS)约束, 涉及针刺天线位置、中继器增益和基站发射功率的联合优化。通过利用端到端信噪比的结构, 先获得针刺天线位置的最优解, 通过平衡波导衰减和自由空间路径损失。随后推导出最优中继器增益和发射功率的闭式表达式。数值结果表明, 所提出方案在总功耗方面显著优于没有中继的常规系统以及使用固定天线的中继辅助传输系统。