Sa larangan ngarray antennas, beamforming, na kilala rin bilang spatial filtering, ay isang pamamaraan sa pagpoproseso ng signal na ginagamit upang magpadala at tumanggap ng mga wireless radio wave o sound wave sa direksyong paraan.Ang beamforming ay karaniwang ginagamit sa radar at sonar system, wireless na komunikasyon, acoustics, at biomedical na kagamitan.Karaniwan, ang beamforming at beam scan ay ginagawa sa pamamagitan ng pagtatakda ng phase relationship sa pagitan ng feed at bawat elemento ng antenna array upang ang lahat ng elemento ay magpadala o tumanggap ng mga signal sa phase sa isang partikular na direksyon.Sa panahon ng paghahatid, kinokontrol ng beamformer ang phase at relative amplitude ng signal ng bawat transmitter upang lumikha ng mga nakabubuo at mapanirang mga pattern ng interference sa wavefront.Sa panahon ng pagtanggap, inuuna ng configuration ng sensor array ang pagtanggap ng gustong pattern ng radiation.
Teknolohiya ng Beamforming
Ang beamforming ay isang pamamaraan na ginagamit upang patnubayan ang isang beam radiation pattern sa nais na direksyon na may isang nakapirming tugon.Beamforming at beam scanning ng isangantennaarray ay maaaring makamit sa pamamagitan ng isang phase shift system o isang time delay system.
Phase Shift
Sa mga sistema ng makitid na banda, ang pagkaantala ng oras ay tinatawag ding phase shift.Sa dalas ng radyo (RF) o intermediate frequency (IF), ang beamforming ay maaaring makamit sa pamamagitan ng phase shifting na may ferrite phase shifters.Sa baseband, ang phase shifting ay maaaring makamit sa pamamagitan ng digital signal processing.Sa pagpapatakbo ng wideband, mas gusto ang time-delay beamforming dahil sa pangangailangang gawing invariant ang direksyon ng pangunahing beam sa dalas.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14.5GHz)
Time lag
Ang pagkaantala ng oras ay maaaring ipakilala sa pamamagitan ng pagpapalit ng haba ng linya ng paghahatid.Tulad ng phase shift, ang time delay ay maaaring ipakilala sa radio frequency (RF) o intermediate frequency (IF), at ang time delay na ipinakilala sa ganitong paraan ay gumagana nang maayos sa isang malawak na frequency range.Gayunpaman, ang bandwidth ng time-scan na array ay limitado ng bandwidth ng mga dipoles at ang electrical spacing sa pagitan ng mga dipoles.Kapag tumaas ang dalas ng pagpapatakbo, tumataas ang puwang ng kuryente sa pagitan ng mga dipoles, na nagreresulta sa isang tiyak na antas ng pagpapaliit ng lapad ng sinag sa mataas na mga frequency.Kapag tumaas pa ang frequency, hahantong ito sa mga grating lobes.Sa isang phased array, ang mga grating lobe ay magaganap kapag ang beamforming direksyon ay lumampas sa maximum na halaga ng pangunahing beam.Ang hindi pangkaraniwang bagay na ito ay nagdudulot ng mga pagkakamali sa pamamahagi ng pangunahing sinag.Samakatuwid, upang maiwasan ang mga grating lobe, ang antenna dipoles ay dapat na may naaangkop na espasyo.
Mga timbang
Ang weight vector ay isang kumplikadong vector na ang bahagi ng amplitude ay tumutukoy sa antas ng sidelobe at lapad ng pangunahing beam, habang tinutukoy ng bahagi ng bahagi ang pangunahing anggulo ng beam at null na posisyon.Ang mga phase weight para sa narrowband arrays ay inilalapat ng mga phase shifter.
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10.75-14.5GHz)
Disenyo ng Beamforming
Ang mga antenna na maaaring umangkop sa kapaligiran ng RF sa pamamagitan ng pagpapalit ng kanilang pattern ng radiation ay tinatawag na mga aktibong phased array antenna.Maaaring kabilang sa mga disenyo ng beamforming ang Butler matrix, Blass matrix, at Wullenweber antenna arrays.
Butler Matrix
Pinagsasama ng Butler Matrix ang isang 90° na tulay sa isang phase shifter upang makamit ang isang sektor ng saklaw na kasing lapad ng 360° kung ang disenyo ng oscillator at pattern ng directivity ay angkop.Ang bawat sinag ay maaaring gamitin ng isang nakalaang transmitter o receiver, o ng isang solong transmitter o receiver na kinokontrol ng isang RF switch.Sa ganitong paraan, maaaring gamitin ang Butler Matrix upang patnubayan ang sinag ng isang circular array.
Mga brahs Matrix
Gumagamit ang Burras matrix ng mga transmission lines at directional coupler para ipatupad ang time-delay beamforming para sa pagpapatakbo ng broadband.Ang Burras matrix ay maaaring idisenyo bilang isang broadside beamformer, ngunit dahil sa paggamit ng resistive terminations, mayroon itong mas mataas na pagkalugi.
Woollenweber antenna array
Ang Woollenweber antenna array ay isang circular array na ginagamit para sa mga application sa paghahanap ng direksyon sa high frequency (HF) band.Ang ganitong uri ng antenna array ay maaaring gumamit ng alinman sa omnidirectional o directional na mga elemento, at ang bilang ng mga elemento ay karaniwang 30 hanggang 100, kung saan ang isang-katlo ay nakatuon sa sunud-sunod na pagbuo ng mga mataas na direksyon na beam.Ang bawat elemento ay konektado sa isang radio device na maaaring makontrol ang amplitude weighting ng pattern ng array ng antenna sa pamamagitan ng isang goniometer na maaaring mag-scan ng 360° na halos walang pagbabago sa mga katangian ng pattern ng antenna.Bilang karagdagan, ang hanay ng antenna ay bumubuo ng isang sinag na nagmumula sa hanay ng antenna sa pamamagitan ng pagkaantala ng oras, sa gayon ay nakakamit ang pagpapatakbo ng broadband.
Upang matuto nang higit pa tungkol sa mga antenna, pakibisita ang:
Oras ng post: Hun-07-2024
