În domeniulantene matricealeFormarea fasciculului, cunoscută și sub denumirea de filtrare spațială, este o tehnică de procesare a semnalului utilizată pentru a transmite și recepționa unde radio wireless sau unde sonore într-o manieră direcțională. Formarea fasciculului este utilizată în mod obișnuit în sistemele radar și sonar, comunicațiile wireless, acustică și echipamentele biomedicale. De obicei, formarea fasciculului și scanarea fasciculului se realizează prin setarea relației de fază dintre alimentare și fiecare element al rețelei de antene, astfel încât toate elementele să transmită sau să recepționeze semnale în fază într-o direcție specifică. În timpul transmisiei, formatorul de fascicul controlează faza și amplitudinea relativă a semnalului fiecărui emițător pentru a crea modele de interferență constructive și distructive pe frontul de undă. În timpul recepției, configurația rețelei de senzori prioritizează recepția modelului de radiație dorit.
Tehnologie de formare a fasciculului
Formarea fasciculului este o tehnică utilizată pentru a direcționa un model de radiație a fasciculului într-o direcție dorită cu un răspuns fix. Formarea fasciculului și scanarea fasciculului unuiantenămatricea poate fi realizată printr-un sistem de defazaj sau un sistem de întârziere temporală.
Schimbare de fază
În sistemele cu bandă îngustă, întârzierea este numită și defazaj. La radiofrecvență (RF) sau frecvență intermediară (IF), formarea fasciculului poate fi realizată prin defazare cu schimbătoare de fază cu ferită. În banda de bază, defazarea poate fi realizată prin procesarea digitală a semnalului. În funcționarea în bandă largă, formarea fasciculului cu întârziere temporală este preferată datorită necesității de a face direcția fasciculului principal invariabilă cu frecvența.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Decalaj de timp
Întârzierea poate fi introdusă prin modificarea lungimii liniei de transmisie. Ca și în cazul schimbării de fază, întârzierea poate fi introdusă la radiofrecvență (RF) sau la frecvență intermediară (IF), iar întârzierea introdusă în acest mod funcționează bine pe o gamă largă de frecvențe. Cu toate acestea, lățimea de bandă a rețelei scanate în timp este limitată de lățimea de bandă a dipolilor și de distanța electrică dintre dipoli. Când frecvența de funcționare crește, distanța electrică dintre dipoli crește, rezultând un anumit grad de îngustare a lățimii fasciculului la frecvențe înalte. Când frecvența crește în continuare, aceasta va duce în cele din urmă la lobi de rețea. Într-o rețea fazată, lobii de rețea vor apărea atunci când direcția de formare a fasciculului depășește valoarea maximă a fasciculului principal. Acest fenomen provoacă erori în distribuția fasciculului principal. Prin urmare, pentru a evita lobii de rețea, dipolii antenei trebuie să aibă o distanțare adecvată.
Greutăți
Vectorul de ponderare este un vector complex a cărui componentă de amplitudine determină nivelul lobilor laterali și lățimea fasciculului principal, în timp ce componenta de fază determină unghiul fasciculului principal și poziția nulă. Ponderile de fază pentru rețelele cu bandă îngustă sunt aplicate prin schimbătoare de fază.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
Design de formare a fasciculului
Antenele care se pot adapta la mediul RF prin schimbarea diagramei lor de radiație se numesc antene cu rețea activă în fază. Designurile de tip fascicul pot include matrice Butler, matrice Blass și matrice Wullenweber.
Matricea Butler
Matricea Butler combină o punte de 90° cu un schimbător de fază pentru a obține un sector de acoperire de până la 360°, dacă designul oscilatorului și modelul de directivitate sunt adecvate. Fiecare fascicul poate fi utilizat de un emițător sau receptor dedicat sau de un singur emițător sau receptor controlat de un comutator RF. În acest fel, Matricea Butler poate fi utilizată pentru a direcționa fasciculul unei rețele circulare.
Matricea lui Brah
Matricea Burras utilizează linii de transmisie și cuploare direcționale pentru a implementa formarea fasciculului cu întârziere temporală pentru funcționarea în bandă largă. Matricea Burras poate fi proiectată ca un formator de fascicul de bandă largă, dar datorită utilizării terminațiilor rezistive, are pierderi mai mari.
Rețea de antene Woollenweber
Rețeaua de antene Woollenweber este o rețea circulară utilizată pentru aplicații de radiogoniometrie în banda de înaltă frecvență (HF). Acest tip de rețea de antene poate utiliza elemente omnidirecționale sau direcționale, iar numărul de elemente este în general de 30 până la 100, dintre care o treime sunt dedicate formării secvențiale a fasciculelor foarte direcționale. Fiecare element este conectat la un dispozitiv radio care poate controla ponderarea amplitudinii diagramei de antene prin intermediul unui goniometru care poate scana 360° aproape fără nicio modificare a caracteristicilor diagramei de antenă. În plus, rețeaua de antene formează un fascicul care radiază spre exterior din rețeaua de antene prin întârziere, realizând astfel funcționarea în bandă largă.
Pentru a afla mai multe despre antene, vă rugăm să vizitați:
Data publicării: 07 iunie 2024
