В областиантенные решетки, формирование луча, также известное как пространственная фильтрация, представляет собой метод обработки сигнала, используемый для передачи и приема беспроводных радиоволн или звуковых волн направленным образом. Формирование луча обычно используется в радиолокационных и гидроакустических системах, беспроводной связи, акустике и биомедицинском оборудовании. Обычно формирование луча и сканирование луча выполняются путем установки фазового соотношения между облучателем и каждым элементом антенной решетки таким образом, чтобы все элементы передавали или принимали сигналы в фазе в определенном направлении. Во время передачи формирователь луча управляет фазой и относительной амплитудой сигнала каждого передатчика для создания конструктивных и деструктивных интерференционных картин на волновом фронте. Во время приема конфигурация сенсорной решетки отдает приоритет приему желаемой картины излучения.
Технология формирования луча
Формирование луча — это метод, используемый для управления диаграммой направленности луча в желаемом направлении с фиксированным откликом. Формирование луча и сканирование лучаантеннаРешетка может быть получена с помощью системы сдвига фаз или системы задержки по времени.
Фазовый сдвиг
В узкополосных системах задержка по времени также называется сдвигом фазы. На радиочастоте (RF) или промежуточной частоты (ПЧ), формирование луча может быть достигнуто путем сдвига фазы с помощью ферритовых фазовращателей. В основной полосе частот сдвиг фазы может быть достигнут путем цифровой обработки сигнала. В широкополосной работе предпочтительно формирование луча с задержкой по времени из-за необходимости сделать направление главного луча инвариантным с частотой.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14,5 ГГц)
Временной лаг
Временная задержка может быть введена путем изменения длины линии передачи. Как и в случае с фазовым сдвигом, временная задержка может быть введена на радиочастоте (РЧ) или промежуточной частоте (ПЧ), и временная задержка, введенная таким образом, хорошо работает в широком диапазоне частот. Однако полоса пропускания решетки с временным сканированием ограничена полосой пропускания диполей и электрическим расстоянием между диполями. При увеличении рабочей частоты электрическое расстояние между диполями увеличивается, что приводит к определенной степени сужения ширины луча на высоких частотах. При дальнейшем увеличении частоты это в конечном итоге приведет к появлению лепестков решетки. В фазированной решетке лепестки решетки будут возникать, когда направление формирования луча превышает максимальное значение главного луча. Это явление вызывает ошибки в распределении главного луча. Поэтому, чтобы избежать лепестков решетки, диполи антенны должны иметь соответствующее расстояние.
Веса
Вектор веса — это комплексный вектор, амплитудный компонент которого определяет уровень бокового лепестка и ширину главного луча, а фазовый компонент определяет угол главного луча и нулевое положение. Фазовые веса для узкополосных решеток применяются фазовращателями.
RM-PA7087-43(71-86ГГц)
RM-PA1075145-32(10,75-14,5 ГГц)
Проектирование формирования луча
Антенны, которые могут адаптироваться к среде радиочастот путем изменения диаграммы направленности, называются активными фазированными антенными решетками. Конструкции формирования луча могут включать в себя матрицы Батлера, матрицы Бласса и антенные решетки Вулленвебера.
Матрица Батлера
Матрица Батлера объединяет мост 90° с фазовращателем для достижения сектора покрытия шириной до 360°, если конструкция осциллятора и диаграмма направленности являются подходящими. Каждый луч может использоваться выделенным передатчиком или приемником, или одним передатчиком или приемником, управляемым радиочастотным переключателем. Таким образом, матрица Батлера может использоваться для управления лучом круговой решетки.
Матрица Брахса
Матрица Burras использует линии передачи и направленные ответвители для реализации формирования луча с задержкой по времени для широкополосной работы. Матрица Burras может быть спроектирована как широкополосный формирователь луча, но из-за использования резистивных окончаний она имеет более высокие потери.
Антенная решетка Вулленвебера
Антенная решетка Woollenweber представляет собой кольцевую решетку, используемую для пеленгации в диапазоне высоких частот (HF). Этот тип антенной решетки может использовать как всенаправленные, так и направленные элементы, а количество элементов обычно составляет от 30 до 100, из которых треть предназначена для последовательного формирования высоконаправленных лучей. Каждый элемент подключен к радиоустройству, которое может управлять амплитудным взвешиванием диаграммы направленности антенной решетки с помощью гониометра, который может сканировать на 360° практически без изменения характеристик диаграммы направленности антенны. Кроме того, антенная решетка формирует луч, исходящий из антенной решетки наружу через временную задержку, тем самым достигая широкополосной работы.
Чтобы узнать больше об антеннах, посетите сайт:
Время публикации: 07-июн-2024
