Στο πεδίο τωνσυστοιχίες κεραιών, η διαμόρφωση δέσμης, επίσης γνωστή ως χωρικό φιλτράρισμα, είναι μια τεχνική επεξεργασίας σήματος που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση και λήψη ασύρματων ραδιοκυμάτων ή ηχητικών κυμάτων με κατευθυντικό τρόπο.Η διαμόρφωση δέσμης χρησιμοποιείται συνήθως σε συστήματα ραντάρ και σόναρ, ασύρματες επικοινωνίες, ακουστική και βιοϊατρικό εξοπλισμό.Τυπικά, η διαμόρφωση δέσμης και η σάρωση δέσμης επιτυγχάνονται ρυθμίζοντας τη σχέση φάσης μεταξύ της τροφοδοσίας και κάθε στοιχείου της διάταξης κεραίας έτσι ώστε όλα τα στοιχεία να μεταδίδουν ή να λαμβάνουν σήματα στη φάση σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.Κατά τη μετάδοση, ο διαμορφωτής δέσμης ελέγχει τη φάση και το σχετικό πλάτος του σήματος κάθε πομπού για να δημιουργήσει εποικοδομητικά και καταστροφικά μοτίβα παρεμβολής στο μέτωπο κύματος.Κατά τη λήψη, η διαμόρφωση της διάταξης αισθητήρων δίνει προτεραιότητα στη λήψη του επιθυμητού σχεδίου ακτινοβολίας.
Beamforming Technology
Η διαμόρφωση δέσμης είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για να κατευθύνει ένα σχέδιο ακτινοβολίας δέσμης προς μια επιθυμητή κατεύθυνση με σταθερή απόκριση.Beamforming και beam scanning ενόςκεραίαΗ συστοιχία μπορεί να επιτευχθεί με ένα σύστημα μετατόπισης φάσης ή ένα σύστημα χρονικής καθυστέρησης.
Αλλαγή φάσης
Στα συστήματα στενής ζώνης, η χρονική καθυστέρηση ονομάζεται επίσης μετατόπιση φάσης.σε ραδιοφωνική συχνότητα (RF) ή ενδιάμεσης συχνότητας (IF), η διαμόρφωση δέσμης μπορεί να επιτευχθεί με μετατόπιση φάσης με μετατοπιστές φάσης φερρίτη.Στη ζώνη βάσης, η μετατόπιση φάσης μπορεί να επιτευχθεί με ψηφιακή επεξεργασία σήματος.Στη λειτουργία ευρείας ζώνης, η διαμόρφωση δέσμης με χρονική καθυστέρηση προτιμάται λόγω της ανάγκης να γίνει η κατεύθυνση της κύριας δέσμης αμετάβλητη με τη συχνότητα.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Χρονική υστέρηση
Η χρονική καθυστέρηση μπορεί να εισαχθεί αλλάζοντας το μήκος της γραμμής μεταφοράς.Όπως και με τη μετατόπιση φάσης, η χρονική καθυστέρηση μπορεί να εισαχθεί σε ραδιοσυχνότητα (RF) ή ενδιάμεση συχνότητα (IF), και η χρονική καθυστέρηση που εισάγεται με αυτόν τον τρόπο λειτουργεί καλά σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων.Ωστόσο, το εύρος ζώνης της χρονικά σαρωμένης συστοιχίας περιορίζεται από το εύρος ζώνης των διπόλων και την ηλεκτρική απόσταση μεταξύ των διπόλων.Όταν η συχνότητα λειτουργίας αυξάνεται, η ηλεκτρική απόσταση μεταξύ των διπόλων αυξάνεται, με αποτέλεσμα ένα ορισμένο βαθμό στένωση του πλάτους της δέσμης στις υψηλές συχνότητες.Όταν η συχνότητα αυξάνεται περαιτέρω, θα οδηγήσει τελικά σε τρίψιμο λοβών.Σε μια συστοιχία φάσεων, οι λοβοί πλέγματος εμφανίζονται όταν η κατεύθυνση διαμόρφωσης της δέσμης υπερβαίνει τη μέγιστη τιμή της κύριας δέσμης.Αυτό το φαινόμενο προκαλεί σφάλματα στην κατανομή της κύριας δέσμης.Επομένως, για να αποφευχθούν οι λοβοί σχάρας, τα δίπολα της κεραίας πρέπει να έχουν κατάλληλη απόσταση.
Βάρη
Το διάνυσμα βάρους είναι ένα σύνθετο διάνυσμα του οποίου η συνιστώσα πλάτους καθορίζει το επίπεδο του πλευρικού λοβού και το πλάτος της κύριας δέσμης, ενώ η συνιστώσα φάσης καθορίζει τη γωνία κύριας δέσμης και τη μηδενική θέση.Τα βάρη φάσης για συστοιχίες στενής ζώνης εφαρμόζονται από μετατοπιστές φάσης.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
Beamforming Design
Οι κεραίες που μπορούν να προσαρμοστούν στο περιβάλλον ραδιοσυχνοτήτων αλλάζοντας το πρότυπο ακτινοβολίας τους ονομάζονται κεραίες ενεργής συστοιχίας φάσης.Τα σχέδια διαμόρφωσης δέσμης μπορούν να περιλαμβάνουν συστοιχίες μήτρας Butler, μήτρα Blass και συστοιχίες κεραιών Wullenweber.
Butler Matrix
Το Butler Matrix συνδυάζει μια γέφυρα 90° με έναν μετατοπιστή φάσης για να επιτύχει έναν τομέα κάλυψης τόσο πλάτους όσο 360°, εάν ο σχεδιασμός του ταλαντωτή και το μοτίβο κατευθυντικότητας είναι κατάλληλα.Κάθε δέσμη μπορεί να χρησιμοποιηθεί από έναν αποκλειστικό πομπό ή δέκτη ή από έναν μόνο πομπό ή δέκτη που ελέγχεται από διακόπτη RF.Με αυτόν τον τρόπο, το Butler Matrix μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κατευθύνει τη δέσμη μιας κυκλικής διάταξης.
Brahs Matrix
Η μήτρα Burras χρησιμοποιεί γραμμές μετάδοσης και κατευθυντικούς ζεύκτες για την υλοποίηση δέσμης με χρονική καθυστέρηση για λειτουργία ευρυζωνικής.Η μήτρα Burras μπορεί να σχεδιαστεί ως διαμορφωτής δέσμης ευρείας πλευράς, αλλά λόγω της χρήσης ωμικών άκρων, έχει μεγαλύτερες απώλειες.
Συστοιχία κεραιών Woollenweber
Η συστοιχία κεραιών Woollenweber είναι μια κυκλική συστοιχία που χρησιμοποιείται για εφαρμογές εύρεσης κατεύθυνσης στη ζώνη υψηλής συχνότητας (HF).Αυτός ο τύπος διάταξης κεραιών μπορεί να χρησιμοποιεί είτε πανκατευθυντικά είτε κατευθυντικά στοιχεία και ο αριθμός των στοιχείων είναι γενικά 30 έως 100, εκ των οποίων το ένα τρίτο είναι αφιερωμένο στον διαδοχικό σχηματισμό δέσμες υψηλής κατεύθυνσης.Κάθε στοιχείο συνδέεται με μια συσκευή ραδιοφώνου που μπορεί να ελέγξει τη στάθμιση του πλάτους του σχεδίου διάταξης κεραίας μέσω ενός γωνιομέτρου που μπορεί να σαρώσει 360° χωρίς σχεδόν καμία αλλαγή στα χαρακτηριστικά του σχεδίου κεραίας.Επιπλέον, η συστοιχία κεραίας σχηματίζει μια δέσμη που ακτινοβολεί προς τα έξω από τη διάταξη της κεραίας μέσω της χρονικής καθυστέρησης, επιτυγχάνοντας έτσι λειτουργία ευρείας ζώνης.
Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με τις κεραίες, επισκεφθείτε:
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-07-2024
