近年来,无线Ad Hoc网络由于其灵活快速的组网方式被广泛应用于军事、农业、灾难救援等网络场景中。然而随着网络信息量的急剧增加,全向Ad Hoc网络已经无法满足人们对网络容量和网络带宽的需求。而定向天线的空间复用特性,以及它在天线增益、传输范围和抗干扰方面的优势,能够极大的改善无线Ad Hoc网络的性能。因此,本文提出了一种适用于无线Ad Hoc网络的定向接入和空间复用机制,以充分发挥定向天线所带来的优势。考虑到基于竞争的接入机制不可避免的碰撞,以及网络的实时性需求,本文选用TDMA算法来进行设计,并通过节点所维护的位置信息表完成分布式的时隙分配。为了实现空间复用,在每个时隙中增加两个竞争阶段,使得一个时隙中可以有最多3个节点同时进行数据发送,提高无线信道的使用率。在时隙竞争阶段,引入二进制倒计时机制来代替传统的CSMA竞争机制,利用节点MAC地址的独特性发送忙音序列进行竞争,完全避免了随机接入可能引起的碰撞和退避。同时对二进制倒计时机制进行了改进,消除了不公平竞争问题,并实现了对优先级的支持。另外,本机制还具有自适应功率控制功能,有助于降低能耗、减小干扰、增加空间复用率。接入机制提出后,本文分别从理论推导和软件仿真两方面对该机制的性能进行了分析。首先经过数学推导,得到无线Ad Hoc网络饱和状态下网络吞吐量和平均发送时延的理论表达式。之后使用MATLAB仿真软件,设置了相应场景对理论分析进行验证,得到了与理论相一致的仿真结果。继而设置另一场景将本文所提出的定向接入机制与传统的DMAC、IEEE802.11DCF以及全向天线TDMA三种接入机制进行仿真比较。从比较结果可以看出,本文提出的定向接入与空间复用机制对无线Ad Hoc网络吞吐量和平均时延两方面的性能均有明显的改善作用。