针对多天线系统在近距离和远距离2种场景下信道矩阵的差异,基于球面波模型进行信道容量分析,并通过使用球面波模型(spherical wave model,SWM),研究了三维空间中近距离多天线直线传播(line of sight,LOS)信道容量。相比现有基于信道测试和计算机仿真的研究方法,在三维空间中建模任意方向的线性天线阵列,给出球面波模型下的近距离LOS信道矩阵,在此基础上推导了近距离LOS信道容量的闭式解。通过信道容量的闭式解和计算机仿真分析了影响近距离LOS信道容量的参数,揭示了近距离LOS信道容量的本质特征。理论和分析结果表明,在三发三收近距离LOS信道中,信道容量是"类余弦"的函数,即具有类似余弦函数的周期振荡特性,其变化特征由波长、阵元间隔、收发通信距离和阵列方向完全决定,通过合理设计这些参数使近距离LOS信道容量达到最大。
