U oblastiantenski nizFormiranje snopa, poznato i kao prostorno filtriranje, je tehnika obrade signala koja se koristi za usmjereno slanje i primanje bežičnih radio talasa ili zvučnih talasa. Formiranje snopa se obično koristi u radarskim i sonarnim sistemima, bežičnim komunikacijama, akustici i biomedicinskoj opremi. Tipično, formiranje snopa i skeniranje snopa se postižu postavljanjem faznog odnosa između dovoda i svakog elementa antenskog niza tako da svi elementi šalju ili primaju signale u fazi u određenom smjeru. Tokom slanja, formirač snopa kontroliše fazu i relativnu amplitudu signala svakog predajnika kako bi stvorio konstruktivne i destruktivne interferencijske obrasce na talasnom frontu. Tokom prijema, konfiguracija senzorskog niza daje prioritet prijemu željenog dijagrama zračenja.
Tehnologija oblikovanja snopa
Formiranje snopa je tehnika koja se koristi za usmjeravanje dijagrama zračenja snopa u željeni smjer s fiksnim odzivom. Formiranje snopa i skeniranje snopaantenaniz se može postići sistemom faznog pomjeranja ili sistemom vremenskog kašnjenja.
Fazni pomak
U uskopojasnim sistemima, vremensko kašnjenje se naziva i fazni pomak. Na radio frekvenciji (RF) ili međufrekvencije (IF), formiranje snopa može se postići faznim pomjeranjem pomoću feritnih faznih pomjerača. U osnovnom opsegu, fazni pomjeranje može se postići digitalnom obradom signala. U širokopojasnom radu, formiranje snopa sa vremenskim kašnjenjem je poželjnije zbog potrebe da smjer glavnog snopa ostane nepromjenjiv s frekvencijom.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Vremensko kašnjenje
Vremensko kašnjenje se može uvesti promjenom dužine dalekovoda. Kao i kod faznog pomaka, vremensko kašnjenje se može uvesti na radio frekvenciji (RF) ili međufrekvenciji (IF), a vremensko kašnjenje uvedeno na ovaj način dobro funkcioniše u širokom frekventnom opsegu. Međutim, propusni opseg vremenski skeniranog niza ograničen je propusnim opsegom dipola i električnim razmakom između dipola. Kada se radna frekvencija poveća, električni razmak između dipola se povećava, što rezultira određenim stepenom sužavanja širine snopa na visokim frekvencijama. Kada se frekvencija dodatno poveća, to će na kraju dovesti do pojave rešetkastih režnjeva. U faznom nizu, rešetkasti režnjevi će se pojaviti kada smjer formiranja snopa premaši maksimalnu vrijednost glavnog snopa. Ovaj fenomen uzrokuje greške u distribuciji glavnog snopa. Stoga, kako bi se izbjegli rešetkasti režnjevi, dipoli antene moraju imati odgovarajući razmak.
Težine
Vektor težine je kompleksni vektor čija amplitudna komponenta određuje nivo bočnog režnja i širinu glavnog snopa, dok fazna komponenta određuje ugao glavnog snopa i nulti položaj. Fazne težine za uskopojasne antenske nizove primjenjuju se faznim pomjeračima.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
Dizajn oblikovanja snopa
Antene koje se mogu prilagoditi RF okruženju promjenom dijagrama zračenja nazivaju se aktivne fazno raspoređene antene. Dizajni za formiranje snopa mogu uključivati Butlerove matrice, Blassove matrice i Wullenweberove antenske nizove.
Butlerova matrica
Butlerova matrica kombinuje most od 90° sa faznim pomjeračem kako bi se postigao sektor pokrivanja širine do 360° ako su dizajn oscilatora i dijagram usmjerenosti odgovarajući. Svaki snop može koristiti namjenski predajnik ili prijemnik, ili jedan predajnik ili prijemnik kojim upravlja RF prekidač. Na taj način, Butlerova matrica se može koristiti za usmjeravanje snopa kružnog niza.
Brahsova matrica
Burrasova matrica koristi dalekovode i usmjerene sprežnike za implementaciju formiranja snopa s vremenskim kašnjenjem za širokopojasni rad. Burrasova matrica može biti dizajnirana kao bočni formirač snopa, ali zbog upotrebe otpornih završetaka ima veće gubitke.
Woollenweber antenski niz
Woollenweber antenski niz je kružni niz koji se koristi za određivanje pravca u visokofrekventnom (HF) opsegu. Ovaj tip antenskog niza može koristiti ili omnidirekcionalne ili direkcionalne elemente, a broj elemenata je uglavnom od 30 do 100, od kojih je jedna trećina namijenjena sekvencijalnom formiranju visokodirekcionalnih snopova. Svaki element je povezan sa radio uređajem koji može kontrolisati amplitudno ponderisanje dijagrama antenskog niza putem goniometra koji može skenirati 360° gotovo bez promjene karakteristika dijagrama antene. Osim toga, antenski niz formira snop koji zrači prema van iz antenskog niza putem vremenskog kašnjenja, čime se postiže širokopojasni rad.
Za više informacija o antenama, posjetite:
Vrijeme objave: 07.06.2024.
