В області сантенна решітка, формування променя, також відоме як просторова фільтрація, є технікою обробки сигналу, яка використовується для спрямованої передачі та отримання бездротових радіохвиль або звукових хвиль.Формування променя зазвичай використовується в радіолокаційних і сонарних системах, бездротовому зв’язку, акустиці та біомедичному обладнанні.Як правило, формування променя та сканування променя здійснюються встановленням фазового співвідношення між каналом і кожним елементом антенної решітки таким чином, щоб усі елементи передавали або приймали сигнали у фазі в певному напрямку.Під час передачі формувач променя контролює фазу та відносну амплітуду кожного сигналу передавача для створення структур конструктивної та деструктивної інтерференції на хвильовому фронті.Під час прийому конфігурація матриці датчиків надає пріоритет прийому потрібної діаграми випромінювання.
Технологія формування променя
Формування променя – це техніка, яка використовується для спрямування діаграми спрямованості випромінювання в потрібному напрямку з фіксованим відгуком.Формування променя та сканування променя анантенамасив може бути досягнутий системою фазового зсуву або системою затримки часу.
Фазовий зсув
У вузькосмугових системах затримку часу також називають зсувом фази.На радіочастоті (RF) або проміжної частоти (ПЧ), формування променя може бути досягнуто фазовим зрушенням за допомогою феритових фазовращателей.У базовій смузі зсув фази може бути досягнутий цифровою обробкою сигналу.У широкосмуговій роботі перевага надається формуванню променя із затримкою часу через необхідність зробити напрям основного променя незмінним щодо частоти.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 ГГц)
Затримка
Затримку часу можна ввести шляхом зміни довжини лінії передачі.Як і у випадку зсуву фази, затримку часу можна ввести на радіочастоті (RF) або проміжній частоті (IF), і затримка часу, введена таким чином, добре працює в широкому діапазоні частот.Однак смуга пропускання сканованого в часі масиву обмежена смугою пропускання диполів і електричним інтервалом між диполями.Коли робоча частота збільшується, електричний відстань між диполями збільшується, що призводить до певного ступеня звуження ширини пучка на високих частотах.Коли частота далі зростає, це в кінцевому підсумку призведе до пелюстків решітки.У фазованій решітці пелюстки решітки виникають, коли напрямок формування променя перевищує максимальне значення основного променя.Це явище викликає похибки в розподілі дальнього променя.Тому, щоб уникнути пелюстків решітки, диполі антени повинні мати відповідну відстань.
Ваги
Ваговий вектор є комплексним вектором, амплітудна складова якого визначає рівень бічних пелюсток і ширину основного променя, тоді як фазова складова визначає кут головного променя і нульове положення.Фазові ваги для вузькосмугових решіток застосовуються фазовращателями.
RM-PA7087-43 (71-86 ГГц)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 ГГц)
Дизайн формування променя
Антени, які можуть адаптуватися до радіочастотного середовища шляхом зміни діаграми спрямованості, називаються активною фазованою антенною решіткою.Конструкції формування променя можуть включати матрицю Батлера, матрицю Бласса та антенну решітку Вулленвебера.
Матриця Батлера
Матриця Батлера поєднує в собі міст на 90° із фазовим зсувом для досягнення сектора охоплення шириною до 360°, якщо конструкція осцилятора та діаграма спрямованості відповідні.Кожен промінь може використовуватися спеціальним передавачем або приймачем, або одним передавачем або приймачем, керованим радіочастотним перемикачем.Таким чином матрицю Батлера можна використовувати для керування променем круглої решітки.
Матриця Браса
Матриця Бурраса використовує лінії передачі та спрямовані зв’язки для реалізації формування променя із затримкою часу для широкосмугової роботи.Матриця Бурраса може бути розроблена як широкоформатний формувач променя, але через використання резистивних наконечників вона має вищі втрати.
Антенна решітка Woollenweber
Антенна решітка Woollenweber — це кругла решітка, яка використовується для пеленгування у діапазоні високих частот (HF).Цей тип антенної решітки може використовувати або всенаправлені, або спрямовані елементи, і кількість елементів зазвичай становить від 30 до 100, з яких одна третина призначена для послідовного формування високоспрямованих променів.Кожен елемент підключено до радіопристрою, який може контролювати амплітудне зважування діаграми спрямованості антени через гоніометр, 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, завдяки чому забезпечується широкосмугова робота.
Щоб дізнатися більше про антени, відвідайте:
Час публікації: 07 червня 2024 р
