V oblastipole antén, beamforming, také známý jako prostorové filtrování, je technika zpracování signálu používaná k přenosu a příjmu bezdrátových rádiových vln nebo zvukových vln směrovým způsobem.Beamforming se běžně používá v radarových a sonarových systémech, bezdrátové komunikaci, akustice a biomedicínských zařízeních.Typicky se tvarování paprsku a skenování paprsku provádí nastavením fázového vztahu mezi napájením a každým prvkem anténního pole tak, že všechny prvky vysílají nebo přijímají signály ve fázi v určitém směru.Během přenosu paprsek řídí fázi a relativní amplitudu signálu každého vysílače, aby vytvořil konstruktivní a destruktivní interferenční obrazce na čelu vlny.Během příjmu upřednostňuje konfigurace pole senzorů příjem požadovaného vyzařovacího diagramu.
Beamforming Technology
Beamforming je technika používaná k nasměrování vyzařovacího diagramu paprsku do požadovaného směru s pevnou odezvou.Beamforming a paprskové skenování ananténapole může být dosaženo systémem fázového posunu nebo systémem časového zpoždění.
Fázový posun
V úzkopásmových systémech se časové zpoždění také nazývá fázový posun.Na rádiové frekvenci (RF) nebo střední frekvence (IF), lze tvarování paprsku dosáhnout fázovým posunem pomocí feritových fázových posunovačů.V základním pásmu lze fázového posunu dosáhnout digitálním zpracováním signálu.V širokopásmovém provozu je preferováno formování paprsku s časovým zpožděním, protože je potřeba učinit směr hlavního paprsku neměnným s frekvencí.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Časová prodleva
Časové zpoždění lze zavést změnou délky přenosové linky.Stejně jako u fázového posunu může být časové zpoždění zavedeno na rádiové frekvenci (RF) nebo mezifrekvenci (IF) a takto zavedené časové zpoždění funguje dobře v širokém frekvenčním rozsahu.Šířka pásma časově snímaného pole je však omezena šířkou pásma dipólů a elektrickým rozestupem mezi dipóly.Když se pracovní frekvence zvyšuje, zvyšuje se elektrická vzdálenost mezi dipóly, což má za následek určitý stupeň zúžení šířky paprsku při vysokých frekvencích.Když se frekvence dále zvyšuje, nakonec to povede k lalokům mřížky.Ve sfázovaném poli se laloky mřížky objeví, když směr vytváření paprsku překročí maximální hodnotu hlavního paprsku.Tento jev způsobuje chyby v rozložení hlavního paprsku.Proto, aby se zabránilo mřížkovým lalokům, musí mít anténní dipóly odpovídající rozteč.
Závaží
Váhový vektor je komplexní vektor, jehož amplitudová složka určuje úroveň bočního laloku a šířku hlavního paprsku, zatímco fázová složka určuje úhel hlavního paprsku a nulovou polohu.Fázové váhy pro úzkopásmová pole jsou aplikovány fázovými posuvníky.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
Beamforming Design
Antény, které se mohou přizpůsobit RF prostředí změnou svého vyzařovacího diagramu, se nazývají aktivní sfázované antény.Návrhy s tvarováním paprsku mohou zahrnovat anténní pole Butler matrix, Blass matrix a Wullenweber.
Butler Matrix
Butler Matrix kombinuje 90° můstek s fázovým posunovačem pro dosažení sektoru pokrytí širokého až 360°, pokud je vhodný design oscilátoru a směrový vzor.Každý paprsek může být použit vyhrazeným vysílačem nebo přijímačem nebo jedním vysílačem nebo přijímačem ovládaným RF přepínačem.Tímto způsobem lze Butler Matrix použít k řízení paprsku kruhového pole.
Brahs Matrix
Burrasova matice využívá přenosová vedení a směrové vazební členy k implementaci formování paprsku s časovým zpožděním pro širokopásmový provoz.Burrasova matrice může být navržena jako širokoúhlý beamformer, ale díky použití odporových zakončení má vyšší ztráty.
Anténní pole Woollenweber
Anténní pole Woollenweber je kruhové pole používané pro aplikace zaměřené na vyhledávání směru ve vysokofrekvenčním (HF) pásmu.Tento typ anténního pole může používat všesměrové nebo směrové prvky a počet prvků je obecně 30 až 100, z nichž jedna třetina je určena pro sekvenční vytváření vysoce směrových paprsků.Každý prvek je připojen k rádiovému zařízení, které může ovládat amplitudové vážení vzoru anténního pole pomocí goniometru, který dokáže snímat 360° s téměř žádnou změnou charakteristik anténního vzoru.Kromě toho anténní pole vytváří paprsek vyzařující ven z anténního pole prostřednictvím časového zpoždění, čímž je dosaženo širokopásmového provozu.
Chcete-li se dozvědět více o anténách, navštivte:
Čas odeslání: Jun-07-2024
