Sa larangan ngmga antena ng arrayAng beamforming, na kilala rin bilang spatial filtering, ay isang pamamaraan sa pagproseso ng signal na ginagamit upang magpadala at tumanggap ng mga wireless radio wave o sound wave sa isang direksyon. Ang beamforming ay karaniwang ginagamit sa mga radar at sonar system, wireless communications, acoustics, at biomedical equipment. Kadalasan, ang beamforming at beam scanning ay nagagawa 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 transmission, kinokontrol ng beamformer ang phase at relative amplitude ng signal ng bawat transmitter upang lumikha ng mga constructive at destructive interference pattern sa wavefront. Sa panahon ng reception, inuuna ng configuration ng sensor array ang pagtanggap ng ninanais na radiation pattern.
Teknolohiya ng Beamforming
Ang beamforming ay isang pamamaraan na ginagamit upang idirekta ang isang beam radiation pattern sa isang nais na direksyon na may nakapirming tugon. Beamforming at beam scanning ng isangantenaMaaaring makamit ang array sa pamamagitan ng isang phase shift system o isang time delay system.
Pagbabago ng Yugto
Sa mga narrowband system, ang time delay ay tinatawag ding phase shift. Sa radio frequency (RF) o intermediate frequency (IF), ang beamforming ay maaaring makamit sa pamamagitan ng phase shifting gamit ang mga ferrite phase shifter. Sa baseband, ang phase shifting ay maaaring makamit sa pamamagitan ng digital signal processing. Sa operasyon ng wideband, mas mainam ang time-delay beamforming dahil sa pangangailangang gawing invariant ang direksyon ng pangunahing beam sa frequency.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14.5GHz)
Pagkaantala ng oras
Maaaring magkaroon ng time delay sa pamamagitan ng pagpapalit ng haba ng transmission line. Tulad ng phase shift, maaaring magkaroon ng time delay sa radio frequency (RF) o intermediate frequency (IF), at ang time delay na ipinakilala sa ganitong paraan ay gumagana nang maayos sa malawak na saklaw ng frequency. Gayunpaman, ang bandwidth ng time-scanned array ay limitado ng bandwidth ng mga dipoles at ng electrical spacing sa pagitan ng mga dipoles. Kapag tumataas ang operating frequency, tumataas din ang electrical spacing sa pagitan ng mga dipoles, na nagreresulta sa isang tiyak na antas ng pagkipot ng lapad ng beam sa matataas na frequency. Kapag tumataas pa ang frequency, kalaunan ay hahantong ito sa mga grating lobe. Sa isang phased array, magaganap ang mga grating lobe kapag ang direksyon ng beamforming ay lumampas sa pinakamataas na halaga ng main beam. Ang phenomenon na ito ay nagdudulot ng mga error sa distribusyon ng main beam. Samakatuwid, upang maiwasan ang mga grating lobe, dapat may naaangkop na spacing ang mga antenna dipoles.
Mga Timbang
Ang weight vector ay isang complex vector na ang amplitude component ang siyang tumutukoy sa sidelobe level at main beam width, habang ang phase component naman ang siyang tumutukoy sa main beam angle at null position. Ang phase weights para sa narrowband arrays ay inilalapat ng mga phase shifter.
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10.75-14.5GHz)
Disenyo ng Paghubog ng Beam
Ang mga antenna na maaaring umangkop sa kapaligirang RF sa pamamagitan ng pagbabago ng kanilang pattern ng radiation ay tinatawag na mga active phased array antenna. Ang mga disenyo ng beamforming ay maaaring kabilang ang Butler matrix, Blass matrix, at Wullenweber antenna arrays.
Butler Matrix
Pinagsasama ng Butler Matrix ang isang 90° bridge na may phase shifter upang makamit ang isang coverage sector na kasinglawak ng 360° kung angkop ang disenyo ng oscillator at directivity pattern. Ang bawat beam ay maaaring gamitin ng isang nakalaang transmitter o receiver, o ng isang transmitter o receiver na kinokontrol ng isang RF switch. Sa ganitong paraan, maaaring gamitin ang Butler Matrix upang patnubayan ang beam ng isang pabilog na array.
Brahs Matrix
Gumagamit ang Burras matrix ng mga transmission lines at directional couplers upang ipatupad ang time-delay beamforming para sa operasyon ng broadband. Maaaring idisenyo ang Burras matrix bilang isang broadside beamformer, ngunit dahil sa paggamit ng mga resistive termination, mayroon itong mas mataas na losses.
Hanay ng antena ng Woollenweber
Ang Woollenweber antenna array ay isang pabilog na array na ginagamit para sa mga aplikasyon 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 highly directional beam. Ang bawat elemento ay konektado sa isang radio device na maaaring kontrolin ang amplitude weighting ng antenna array pattern sa pamamagitan ng isang goniometer na maaaring mag-scan ng 360° nang halos walang pagbabago sa mga katangian ng antenna pattern. Bilang karagdagan, ang antenna array ay bumubuo ng isang beam na naglalabas palabas mula sa antenna array sa pamamagitan ng time delay, sa gayon ay nakakamit ang broadband operation.
Para matuto nang higit pa tungkol sa mga antenna, pakibisita ang:
Oras ng pag-post: Hunyo-07-2024
