В областта наантенни решеткиФормирането на лъча, известно още като пространствено филтриране, е техника за обработка на сигнали, използвана за предаване и приемане на безжични радиовълни или звукови вълни по насочен начин. Формирането на лъча се използва често в радарни и сонарни системи, безжични комуникации, акустика и биомедицинско оборудване. Обикновено формирането на лъча и сканирането на лъча се постигат чрез задаване на фазова връзка между захранващото устройство и всеки елемент от антенната решетка, така че всички елементи да предават или приемат сигнали във фаза в определена посока. По време на предаване, формиращият лъча контролира фазата и относителната амплитуда на сигнала на всеки предавател, за да създаде конструктивни и деструктивни интерферентни картини на вълновия фронт. По време на приемане, конфигурацията на сензорната решетка дава приоритет на приемането на желаната диаграма на излъчване.
Технология за формиране на лъчи
Формирането на лъча е техника, използвана за насочване на диаграма на излъчване на лъча в желаната посока с фиксирана честотна лента. Формирането на лъча и сканирането на лъча наантенарешетката може да се постигне чрез система за фазово изместване или система за времезакъснение.
Фазово изместване
В теснолентовите системи, времезакъснението се нарича още фазово изместване. При радиочестота (RF) или междинна честота (IF), формирането на лъча може да се постигне чрез фазово изместване с феритни фазови превключватели. В базовата лента фазовото изместване може да се постигне чрез цифрова обработка на сигнала. При широколентова работа, формирането на лъча със закъснение във времето е за предпочитане поради необходимостта посоката на основния лъч да бъде инвариантна с честотата.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Закъснение във времето
Времезакъснението може да се въведе чрез промяна на дължината на предавателната линия. Както при фазовото изместване, времезакъснението може да се въведе на радиочестота (RF) или междинна честота (IF) и въведеното по този начин времезакъснение работи добре в широк честотен диапазон. Въпреки това, честотната лента на сканираната по време антенна решетка е ограничена от честотната лента на диполите и електрическото разстояние между диполите. Когато работната честота се увеличи, електрическото разстояние между диполите се увеличава, което води до известна степен на стесняване на ширината на лъча при високи честоти. Когато честотата се увеличи допълнително, това в крайна сметка ще доведе до решетъчни лобове. Във фазирана антенна решетка, решетъчни лобове ще се появят, когато посоката на формиране на лъча надвиши максималната стойност на основния лъч. Това явление причинява грешки в разпределението на основния лъч. Следователно, за да се избегнат решетъчни лобове, диполите на антената трябва да имат подходящо разстояние.
Тежести
Векторът на теглото е комплексен вектор, чийто амплитуден компонент определя нивото на страничния лоб и ширината на основния лъч, докато фазовият компонент определя ъгъла на основния лъч и нулевата позиция. Фазовите тегла за теснолентови антенни решетки се прилагат от фазови превключватели.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10.75-14.5 GHz)
Дизайн на лъчеобразуващи системи
Антените, които могат да се адаптират към радиочестотната среда чрез промяна на диаграмата си на излъчване, се наричат активни фазирани антенни решетки. Дизайните за формиране на лъча могат да включват антенни решетки тип Butler, Blass и Wullenweber.
Матрицата на Бътлър
Матрицата на Бътлър комбинира 90° мост с фазорегулатор, за да постигне сектор на покритие с ширина до 360°, ако дизайнът на осцилатора и диаграмата на насоченост са подходящи. Всеки лъч може да се използва от специален предавател или приемник или от един предавател или приемник, управляван от RF превключвател. По този начин матрицата на Бътлър може да се използва за насочване на лъча на кръгова антенна решетка.
Матрицата на Брас
Матрицата на Burras използва предавателни линии и насочени разклонители за реализиране на формиране на лъча със закъснение за широколентова работа. Матрицата на Burras може да бъде проектирана като формиращ лъча отстрани, но поради използването на резистивни терминации, тя има по-високи загуби.
Антена решетка Woollenweber
Антенната решетка Woollenweber е кръгла решетка, използвана за приложения за определяне на посоката във високочестотния (HF) диапазон. Този тип антенна решетка може да използва както всепосочни, така и насочени елементи, като броят на елементите обикновено е от 30 до 100, от които една трета са предназначени за последователно формиране на силно насочени лъчи. Всеки елемент е свързан с радиоустройство, което може да контролира амплитудното претегляне на диаграмата на антенната решетка чрез гониометър, който може да сканира на 360° почти без промяна в характеристиките на диаграмата на антената. Освен това, антенната решетка формира лъч, излъчващ се навън от антенната решетка чрез времево закъснение, като по този начин се постига широколентова работа.
За да научите повече за антените, моля, посетете:
Време на публикуване: 07 юни 2024 г.
