În domeniulantene matrice, beamforming, cunoscută și sub denumirea de filtrare spațială, este o tehnică de procesare a semnalului utilizată pentru a transmite și recepționa unde radio fără fir sau unde sonore într-o manieră direcțională.Beamforming este utilizat în mod obișnuit în sistemele radar și sonar, comunicații fără fir, acustică și echipamente biomedicale.De obicei, formarea fasciculului și scanarea fasciculului sunt realizate prin stabilirea relației de fază între alimentare și fiecare element al rețelei de antene astfel încât toate elementele să transmită sau să primească semnale în fază într-o direcție specifică.În timpul transmisiei, beamformer-ul controlează faza și amplitudinea relativă a semnalului fiecărui transmițător pentru a crea modele de interferență constructive și distructive pe frontul de undă.În timpul recepției, configurația matricei de senzori acordă prioritate recepției modelului de radiație dorit.
Tehnologia Beamforming
Beamforming este o tehnică utilizată pentru a direcționa un model de radiație al fasciculului într-o direcție dorită cu un răspuns fix.Beamforming și scanarea fasciculului unuiantenămatricea poate fi realizată printr-un sistem de defazare sau un sistem de întârziere.
Schimbare de fază
În sistemele în bandă îngustă, întârzierea se mai numește și schimbare de fază.La frecventa radio (RF) sau frecvența intermediară (IF), formarea fasciculului poate fi realizată prin defazare cu defazatoare din ferită.La banda de bază, defazarea poate fi realizată prin procesarea semnalului digital.În operarea în bandă largă, formarea fasciculului cu întârziere în timp este preferată din cauza necesității de a face ca direcția fasciculului principal să fie invariabilă cu frecvența.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14,5GHz)
Decalaj
Întârzierea poate fi introdusă prin modificarea lungimii liniei de transmisie.Ca și în cazul defazajului, întârzierea poate fi introdusă la frecvența radio (RF) sau la frecvența intermediară (IF), iar întârzierea introdusă în acest fel funcționează bine pe o gamă largă de frecvențe.Cu toate acestea, lățimea de bandă a matricei 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 și mai mult, va duce în cele din urmă la lobi de grătare.Într-o matrice în fază, lobii de grătar 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 grilajele lobilor, dipolii antenei trebuie să aibă o distanță adecvată.
Greutăți
Vectorul greutate este un vector complex a cărui componentă de amplitudine determină nivelul lobului lateral și lățimea fasciculului principal, în timp ce componenta de fază determină unghiul fasciculului principal și poziția nulă.Greutățile de fază pentru rețelele de bandă îngustă sunt aplicate de defazatoare.
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10,75-14,5GHz)
Proiectare Beamforming
Antenele care se pot adapta la mediul RF schimbându-și modelul de radiație se numesc antene active phased array.Proiectele de formare a fasciculului pot include matrice Butler, matrice Blass și rețele de antene Wullenweber.
Butler Matrix
Butler Matrix combină o punte de 90° cu un comutator de fază pentru a obține un sector de acoperire la fel de larg ca 360° dacă designul oscilatorului și modelul de directivitate sunt adecvate.Fiecare fascicul poate fi utilizat de un transmițător sau receptor dedicat sau de un singur transmițător sau receptor controlat de un comutator RF.În acest fel, Butler Matrix poate fi folosită pentru a direcționa fasciculul unui tablou circular.
Matricea Brahs
Matricea Burras utilizează linii de transmisie și cuple direcționale pentru a implementa formarea fasciculului cu întârziere în timp pentru funcționarea în bandă largă.Matricea Burras poate fi proiectată ca un formator de fascicul lateral, dar datorită utilizării terminațiilor rezistive, are pierderi mai mari.
Matrice de antene Woollenweber
Rețeaua de antene Woollenweber este o rețea circulară utilizată pentru aplicații de găsire a direcției în banda de înaltă frecvență (HF).Acest tip de matrice de antene poate folosi fie elemente omnidirecționale, fie direcționale, iar numărul de elemente este în general de la 30 la 100, dintre care o treime sunt dedicate formării secvențiale de fascicule înalt direcționale.Fiecare element este conectat la un dispozitiv radio care poate controla ponderea în amplitudine a modelului de antene printr-un goniometru care poate scana 360° fără aproape nicio modificare a caracteristicilor modelului antenei.În plus, rețeaua de antene formează un fascicul care radiază spre exterior din rețeaua de antene prin întârziere în timp, realizând astfel funcționarea în bandă largă.
Pentru a afla mai multe despre antene, vă rugăm să vizitați:
Ora postării: 07-jun-2024
