V oblastipoľové antény, beamforming, tiež známy ako priestorové filtrovanie, je technika spracovania signálu používaná na vysielanie a prijímanie bezdrôtových rádiových vĺn alebo zvukových vĺn smerovým spôsobom.Beamforming sa bežne používa v radarových a sonarových systémoch, bezdrôtovej komunikácii, akustike a biomedicínskych zariadeniach.Typicky sa tvarovanie lúča a skenovanie lúča uskutočňujú nastavením fázového vzťahu medzi napájaním a každým prvkom anténneho poľa tak, že všetky prvky vysielajú alebo prijímajú signály vo fáze v špecifickom smere.Behom prenosu, lúč formovač riadi fázu a relatívnu amplitúdu signálu každého vysielača, aby vytvoril konštruktívne a deštruktívne interferenčné vzory na vlnovej ploche.Počas príjmu konfigurácia poľa senzorov uprednostňuje príjem požadovaného vyžarovacieho diagramu.
Beamforming Technology
Beamforming je technika používaná na nasmerovanie diagramu žiarenia lúča do požadovaného smeru s pevnou odozvou.Beamforming a lúčové skenovanie ananténapole môže byť dosiahnuté systémom fázového posunu alebo systémom časového oneskorenia.
Fázový posun
V úzkopásmových systémoch sa časové oneskorenie nazýva aj fázový posun.Na rádiovej frekvencii (RF) alebo stredná frekvencia (IF), tvarovanie lúča možno dosiahnuť fázovým posunom pomocou feritových fázových posúvačov.V základnom pásme možno fázový posun dosiahnuť digitálnym spracovaním signálu.V širokopásmovej prevádzke sa uprednostňuje formovanie lúča s časovým oneskorením, pretože je potrebné urobiť smer hlavného lúča invariantným s frekvenciou.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Časový posun
Časové oneskorenie možno zaviesť zmenou dĺžky prenosovej linky.Rovnako ako pri fázovom posune môže byť časové oneskorenie zavedené na rádiovej frekvencii (RF) alebo medzifrekvencii (IF) a časové oneskorenie zavedené týmto spôsobom funguje dobre v širokom frekvenčnom rozsahu.Šírka pásma časovo skenovaného poľa je však obmedzená šírkou pásma dipólov a elektrickým rozostupom medzi dipólmi.Keď sa pracovná frekvencia zvýši, zväčší sa elektrická vzdialenosť medzi dipólmi, čo vedie k určitému stupňu zúženia šírky lúča pri vysokých frekvenciách.Keď sa frekvencia ďalej zvyšuje, nakoniec to povedie k mriežkovým lalokom.Vo fázovanom poli sa vyskytnú laloky mriežky, keď smer vytvárania lúča prekročí maximálnu hodnotu hlavného lúča.Tento jav spôsobuje chyby v rozložení hlavného lúča.Preto, aby sa predišlo mriežkovým lalokom, anténne dipóly musia mať primeraný rozstup.
Závažia
Váhový vektor je komplexný vektor, ktorého amplitúdová zložka určuje úroveň bočného laloku a šírku hlavného lúča, zatiaľ čo fázová zložka určuje uhol hlavného lúča a nulovú polohu.Fázové váhy pre úzkopásmové polia sú aplikované fázovými posúvačmi.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
Beamforming Design
Antény, ktoré sa dokážu prispôsobiť RF prostrediu zmenou svojho vyžarovacieho vzoru, sa nazývajú aktívne fázované antény.Návrhy na vytváranie lúčov môžu zahŕňať anténne polia Butler matrix, Blass matrix a Wullenweber.
Butler Matrix
Butler Matrix kombinuje 90° mostík s fázovým posunom, aby sa dosiahol sektor pokrytia široký až 360°, ak je vhodný dizajn oscilátora a smerový vzor.Každý lúč môže byť použitý jednoúčelovým vysielačom alebo prijímačom, alebo jedným vysielačom alebo prijímačom ovládaným RF prepínačom.Týmto spôsobom možno Butlerovu maticu použiť na riadenie lúča kruhového poľa.
Brahs Matrix
Burrasova matica využíva prenosové vedenia a smerové spojky na implementáciu formovania lúča s časovým oneskorením pre širokopásmovú prevádzku.Burrasova matrica môže byť navrhnutá ako širokostranný lúč, ale vďaka použitiu odporových zakončení má vyššie straty.
Anténne pole Woollenweber
Anténne pole Woollenweber je kruhové pole používané na aplikácie na vyhľadávanie smeru vo vysokofrekvenčnom (HF) pásme.Tento typ anténneho poľa môže používať buď všesmerové alebo smerové prvky a počet prvkov je vo všeobecnosti 30 až 100, z ktorých jedna tretina je určená na sekvenčné vytváranie vysoko smerových lúčov.Každý prvok je pripojený k rádiovému zariadeniu, ktoré môže ovládať amplitúdové váženie vzoru anténneho poľa pomocou goniometra, ktorý dokáže skenovať 360° takmer bez zmeny charakteristík vzoru antény.Okrem toho anténne pole vytvára lúč vyžarujúci von z anténneho poľa prostredníctvom časového oneskorenia, čím sa dosiahne širokopásmová prevádzka.
Ak sa chcete dozvedieť viac o anténach, navštívte:
Čas odoslania: jún-07-2024
