У сферіантенні решіткиФормування променя, також відоме як просторова фільтрація, — це метод обробки сигналів, що використовується для передачі та прийому бездротових радіохвиль або звукових хвиль спрямованим чином. Формування променя зазвичай використовується в радіолокаційних та гідролокаційних системах, бездротовому зв'язку, акустиці та біомедичному обладнанні. Як правило, формування променя та сканування променя досягаються шляхом встановлення фазового співвідношення між живильним елементом та кожним елементом антенної решітки таким чином, щоб усі елементи передавалися або приймали сигнали синхронно у певному напрямку. Під час передачі формувач променя контролює фазу та відносну амплітуду сигналу кожного передавача для створення конструктивних та деструктивних інтерференційних картин на хвильовому фронті. Під час прийому конфігурація сенсорної решітки надає пріоритет прийому бажаної діаграми спрямованості.
Технологія формування променя
Формування променя – це метод, який використовується для спрямування діаграми спрямованості променя в бажаному напрямку з фіксованою характеристикою. Формування променя та сканування променяантенамасив може бути досягнуто за допомогою системи фазового зсуву або системи часової затримки.
Фазовий зсув
У вузькосмугових системах затримку часу також називають фазовим зсувом. На радіочастоті (RF) або проміжної частоти (ПЧ), формування променя може бути досягнуто шляхом зсуву фази за допомогою феритових фазообертачів. У базовій смузі зсуву фази може бути досягнуто за допомогою цифрової обробки сигналу. У широкосмуговому режимі формування променя з часовою затримкою є кращим через необхідність зробити напрямок основного променя незмінним з частотою.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 ГГц)
Часовий лаг
Затримку в часі можна ввести, змінивши довжину лінії передачі. Як і у випадку з фазовим зсувом, затримку в часі можна ввести на радіочастоті (РЧ) або проміжній частоті (ПЧ), і затримка в часі, введена таким чином, добре працює в широкому діапазоні частот. Однак, смуга пропускання часорозгорнутої антенної решітки обмежена смугою пропускання диполів та електричною відстанню між диполями. Коли робоча частота збільшується, електрична відстань між диполями збільшується, що призводить до певного ступеня звуження ширини променя на високих частотах. Коли частота збільшується далі, це зрештою призведе до появи ґратчастих пелюсток. У фазованій антенній решітці ґратчасті пелюстки виникатимуть, коли напрямок формування променя перевищує максимальне значення основного променя. Це явище спричиняє похибки в розподілі основного променя. Тому, щоб уникнути ґратчастих пелюсток, диполі антени повинні мати відповідну відстань між собою.
Ваги
Вектор ваг – це комплексний вектор, амплітудна складова якого визначає рівень бічних пелюсток та ширину головного променя, тоді як фазова складова визначає кут головного променя та положення нуля. Фазові ваги для вузькосмугових антенних решіток застосовуються фазозсувними механізмами.
RM-PA7087-43 (71-86 ГГц)
RM-PA1075145-32 (10,75–14,5 ГГц)
Дизайн формування променя
Антени, які можуть адаптуватися до радіочастотного середовища, змінюючи свою діаграму спрямованості, називаються активними фазованими антенними решітками. Конструкції формування променя можуть включати антенні решітки типу Батлера, Бласса та Вулленвебера.
Матриця Батлера
Матриця Батлера поєднує 90° міст із фазообертачем для досягнення сектора охоплення шириною до 360°, якщо конструкція генератора та діаграма спрямованості є відповідними. Кожен промінь може використовуватися спеціалізованим передавачем або приймачем, або окремим передавачем або приймачем, керованим радіочастотним перемикачем. Таким чином, матрицю Батлера можна використовувати для керування променем кругової решітки.
Матриця Браса
Матриця Бурраса використовує лінії передачі та спрямовані відгалужувачі для реалізації формування променя з часовою затримкою для широкосмугової роботи. Матрицю Бурраса можна спроектувати як формувач променя з розширеною смугою, але через використання резистивних кінцевих елементів вона має вищі втрати.
Антена решітка Вулленвебера
Антена решітка Вулленвебера — це кругова решітка, що використовується для пеленгації у діапазоні високих частот (КВ). Цей тип антенної решітки може використовувати як всеспрямовані, так і спрямовані елементи, а кількість елементів зазвичай становить від 30 до 100, з яких третина призначена для послідовного формування вузькоспрямованих променів. Кожен елемент підключений до радіопристрою, який може контролювати амплітудне зважування діаграми спрямованості антенної решітки за допомогою гоніометра, який може сканувати на 360° майже без зміни характеристик діаграми спрямованості антени. Крім того, антенна решітка формує промінь, що випромінюється назовні від антенної решітки, через часову затримку, тим самим забезпечуючи широкосмугову роботу.
Щоб дізнатися більше про антени, відвідайте:
Час публікації: 07 червня 2024 р.
