Innenforarray-antenner, beamforming, også kjent som romlig filtrering, er en signalbehandlingsteknikk som brukes til å sende og motta trådløse radiobølger eller lydbølger på en retningsbestemt måte. Stråleforming brukes ofte i radar- og sonarsystemer, trådløs kommunikasjon, akustikk og biomedisinsk utstyr. Vanligvis oppnås stråleforming og stråleskanning ved å sette faseforholdet mellom matingen og hvert element i antennegruppen slik at alle elementer sender eller mottar signaler i fase i en bestemt retning. Under overføring kontrollerer stråleformeren fasen og den relative amplituden til hver senders signal for å skape konstruktive og destruktive interferensmønstre på bølgefronten. Under mottak prioriterer sensorarray-konfigurasjonen mottak av ønsket strålingsmønster.
Beamforming teknologi
Beamforming er en teknikk som brukes til å styre et strålestrålingsmønster til en ønsket retning med en fast respons. Stråleforming og stråleskanning av enantennearray kan oppnås av et faseskiftsystem eller et tidsforsinkelsessystem.
Faseskift
I smalbåndssystemer kalles tidsforsinkelse også faseforskyvning. Ved radiofrekvens (RF) eller mellomfrekvens (IF), kan stråleforming oppnås ved faseskifting med ferrittfaseskiftere. Ved basebånd kan faseforskyvning oppnås ved digital signalbehandling. Ved bredbåndsdrift foretrekkes tidsforsinkelsesstråleforming på grunn av behovet for å gjøre retningen til hovedstrålen invariant med frekvensen.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Tidsforsinkelse
Tidsforsinkelse kan innføres ved å endre lengden på overføringslinjen. Som med faseskift kan tidsforsinkelse innføres ved radiofrekvens (RF) eller mellomfrekvens (IF), og tidsforsinkelsen som innføres på denne måten fungerer godt over et bredt frekvensområde. Imidlertid er båndbredden til den tidsskannede gruppen begrenset av båndbredden til dipolene og den elektriske avstanden mellom dipolene. Når driftsfrekvensen øker, øker den elektriske avstanden mellom dipolene, noe som resulterer i en viss grad av innsnevring av strålebredden ved høye frekvenser. Når frekvensen øker ytterligere, vil det etter hvert føre til ristende lober. I en faset oppstilling vil gitterlober oppstå når stråleformingsretningen overskrider den maksimale verdien til hovedstrålen. Dette fenomenet forårsaker feil i fordelingen av hovedstrålen. Derfor, for å unngå gitterlober, må antennedipolene ha passende avstand.
Vekter
Vektvektoren er en kompleks vektor hvis amplitudekomponent bestemmer sidelobenivået og hovedstrålebredden, mens fasekomponenten bestemmer hovedstrålevinkelen og nullposisjonen. Fasevektene for smalbåndsmatriser påføres av faseskiftere.
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10,75–14,5 GHz)
Stråleformende design
Antenner som kan tilpasse seg RF-miljøet ved å endre strålingsmønsteret kalles aktive fasede array-antenner. Stråleformende design kan inkludere Butler-matrise, Blass-matrise og Wullenweber-antennearrayer.
Butler Matrix
Butler Matrix kombinerer en 90° bro med en faseskifter for å oppnå en dekningssektor så bred som 360° hvis oscillatordesignet og retningsmønsteret er passende. Hver stråle kan brukes av en dedikert sender eller mottaker, eller av en enkelt sender eller mottaker kontrollert av en RF-bryter. På denne måten kan Butler Matrix brukes til å styre strålen til en sirkulær array.
Brahs matrise
Burras-matrisen bruker overføringslinjer og retningskoblere for å implementere tidsforsinkelsesstråleforming for bredbåndsdrift. Burras-matrisen kan utformes som en bredsidestråleformer, men på grunn av bruken av resistive avslutninger har den høyere tap.
Woollenweber antenne array
Woollenweber-antennearrayen er en sirkulær array som brukes for retningssøkeapplikasjoner i høyfrekvensbåndet (HF). Denne typen antenneoppstilling kan bruke enten rundstrålende eller retningsbestemte elementer, og antallet elementer er vanligvis 30 til 100, hvorav en tredjedel er dedikert til sekvensiell forming av sterkt retningsbestemte stråler. Hvert element er koblet til en radioenhet som kan kontrollere amplitudevektingen til antenneoppstillingsmønsteret gjennom et goniometer som kan skanne 360° med nesten ingen endring i antennemønsterkarakteristikkene. I tillegg danner antennegruppen en stråle som stråler utover fra antennegruppen gjennom tidsforsinkelse, for derved å oppnå bredbåndsdrift.
For å lære mer om antenner, vennligst besøk:
Innleggstid: Jun-07-2024
