В областиантенная решеткаФормирование луча, также известное как пространственная фильтрация, представляет собой метод обработки сигналов, используемый для направленной передачи и приема беспроводных радиоволн или звуковых волн. Формирование луча обычно используется в радиолокационных и гидролокационных 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 так, чтобы все элементы передавали или принимали сигналы синфазно в определенном направлении. Во время передачи формирователь луча контролирует фазу и относительную амплитуду сигнала каждого передатчика, создавая конструктивные и деструктивные интерференционные картины на волновом фронте. Во время приема конфигурация матрицы датчиков отдает приоритет приему желаемой диаграммы направленности.
Технология формирования луча
Формирование луча — это метод, используемый для управления диаграммой направленности луча в желаемом направлении с фиксированным откликом. Формирование луча и сканирование лучаантеннамассив может быть достигнут с помощью системы фазового сдвига или системы временной задержки.
Фазовый сдвиг
В узкополосных системах временную задержку также называют фазовым сдвигом. На радиочастоте (RF) или промежуточной частоте (ПЧ), формирование луча может быть достигнуто путем фазового сдвига с помощью ферритовых фазовращателей. В основной полосе частот фазовый сдвиг может быть достигнут путем цифровой обработки сигнала. При широкополосном режиме формирование луча с задержкой по времени предпочтительнее из-за необходимости сделать направление главного луча инвариантным в зависимости от частоты.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10–14,5 ГГц)
Временной лаг
Задержку времени можно ввести 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 введенная таким образом временная задержка 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. Дальнейшее увеличение частоты приведет к образованию решетчатых лепестков. В фазированной решетке лепестки решетки возникают, когда направление формирования луча превышает максимальное значение главного луча. Это явление вызывает ошибки в распределении дальнего света. Следовательно, чтобы избежать лепестков решетки, диполи антенны должны иметь соответствующее расстояние.
Веса
Весовой вектор представляет собой 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.
РМ-ПА7087-43(71-86ГГц)
RM-PA1075145-32(10,75–14,5 ГГц)
Формирование луча
Антенны, которые могут адаптироваться к радиочастотной среде путем изменения диаграммы направленности, называются активными фазированными антенными решетками. Конструкции формирования диаграммы направленности могут включать в себя матрицу Батлера, матрицу Бласса и антенные решетки Вулленвебера.
Батлер Матрица
Матрица Батлера сочетает в себе мост на 90° с фазовращателем для достижения ширины сектора покрытия до 360°, если конструкция генератора и диаграмма направленности являются подходящими. Каждый луч может использоваться отдельным передатчиком или приемником или одним передатчиком или приемником, управляемым радиочастотным переключателем. Таким образом, матрицу Батлера можно использовать для управления лучом круговой решетки.
Матрица Браса
Матрица Бурраса использует линии передачи и направленные ответвители для реализации формирования диаграммы направленности с задержкой по времени для широкополосной работы. Матрица Бурраса может быть спроектирована как широкополосный формирователь луча, но из-за использования резистивных оконечных устройств она имеет более высокие потери.
Антенная решетка Вулленвебера
Антенная решетка Woollenweber представляет собой круглую решетку, используемую для пеленгации в диапазоне высоких частот (ВЧ). В антенной решетке этого типа могут использоваться как всенаправленные, так и направленные элементы, а количество элементов обычно составляет от 30 до 100, из которых одна треть предназначена для последовательного формирования остронаправленных лучей. Каждый элемент подключен к радиоустройству, которое может контролировать амплитудное взвешивание диаграммы направленности антенной решетки с помощью гониометра, способного осуществлять сканирование на 360° практически без изменения характеристик диаграммы направленности антенны. Кроме того, антенная решетка формирует луч, исходящий наружу от антенной решетки посредством временной задержки, тем самым обеспечивая широкополосную работу.
Чтобы узнать больше об антеннах, посетите:
Время публикации: 7 июня 2024 г.
