En el camp deantenes de matriu, beamforming, també conegut com a filtratge espacial, és una tècnica de processament de senyal que s'utilitza per transmetre i rebre ones de ràdio sense fil o ones sonores de manera direccional.La formació de feix s'utilitza habitualment en sistemes de radar i sonar, comunicacions sense fil, acústica i equips biomèdics.Normalment, la formació de feix i l'exploració de feix s'aconsegueixen establint la relació de fase entre l'alimentació i cada element de la matriu d'antenes de manera que tots els elements transmetin o rebin senyals en fase en una direcció específica.Durant la transmissió, el formador de feix controla la fase i l'amplitud relativa del senyal de cada transmissor per crear patrons d'interferència constructius i destructius al front d'ona.Durant la recepció, la configuració de la matriu de sensors prioritza la recepció del patró de radiació desitjat.
Tecnologia Beamforming
La formació de feix és una tècnica utilitzada per dirigir un patró de radiació del feix a la direcció desitjada amb una resposta fixa.Beamforming i escaneig de feix d'unantenaLa matriu es pot aconseguir mitjançant un sistema de canvi de fase o un sistema de retard de temps.
Canvi de fase
En sistemes de banda estreta, el retard de temps també s'anomena canvi de fase.En radiofreqüència (RF) o de freqüència intermèdia (IF), la formació de feix es pot aconseguir mitjançant un canvi de fase amb desplaçadors de fase de ferrita.A la banda base, el canvi de fase es pot aconseguir mitjançant el processament del senyal digital.En el funcionament de banda ampla, es prefereix la formació de feix amb retard de temps a causa de la necessitat de fer que la direcció del feix principal sigui invariant amb la freqüència.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Lapse de temps
Es pot introduir un retard de temps canviant la longitud de la línia de transmissió.Igual que amb el canvi de fase, el retard de temps es pot introduir a radiofreqüència (RF) o freqüència intermèdia (IF), i el retard de temps introduït d'aquesta manera funciona bé en un ampli rang de freqüències.Tanmateix, l'amplada de banda de la matriu escanejada en el temps està limitada per l'amplada de banda dels dipols i l'espai elèctric entre els dipols.Quan augmenta la freqüència de funcionament, augmenta l'espai elèctric entre els dipols, donant lloc a un cert grau d'estrenyiment de l'amplada del feix a altes freqüències.Quan la freqüència augmenta encara més, finalment conduirà a lòbuls de reixeta.En una matriu en fase, els lòbuls de reixeta es produiran quan la direcció de formació del feix supera el valor màxim del feix principal.Aquest fenomen provoca errors en la distribució del feix principal.Per tant, per tal d'evitar la reixeta de lòbuls, els dipols de l'antena han de tenir un espai adequat.
Peses
El vector pes és un vector complex la component d'amplitud del qual determina el nivell del lòbul lateral i l'amplada del feix principal, mentre que la component de fase determina l'angle del feix principal i la posició nul·la.Els pesos de fase per a matrius de banda estreta s'apliquen mitjançant desplaçadors de fase.
RM-PA7087-43 (71-86GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
Disseny de Beamforming
Les antenes que poden adaptar-se a l'entorn de RF canviant el seu patró de radiació s'anomenen antenes de matriu en fase actives.Els dissenys de formació de feix poden incloure matrius de Butler, matriu de Blass i matrius d'antenes Wullenweber.
Butler Matrix
El Butler Matrix combina un pont de 90 ° amb un canvi de fase per aconseguir un sector de cobertura tan ampli com 360 ° si el disseny de l'oscil·lador i el patró de directivitat són adequats.Cada feix pot ser utilitzat per un transmissor o receptor dedicat, o per un únic transmissor o receptor controlat per un interruptor de RF.D'aquesta manera, la Butler Matrix es pot utilitzar per dirigir el feix d'una matriu circular.
Matriu de Brahs
La matriu de Burras utilitza línies de transmissió i acobladors direccionals per implementar la formació de feixos amb retard de temps per al funcionament de banda ampla.La matriu de Burras es pot dissenyar com un formador de feix de banda ampla, però a causa de l'ús de terminacions resistives, té pèrdues més elevades.
Matriu d'antenes Woollenweber
La matriu d'antenes Woollenweber és una matriu circular que s'utilitza per a aplicacions de cerca de direcció a la banda d'alta freqüència (HF).Aquest tipus de matriu d'antenes pot utilitzar elements omnidireccionals o direccionals, i el nombre d'elements és generalment de 30 a 100, dels quals un terç es dediquen a la formació seqüencial de feixos altament direccionals.Cada element està connectat a un dispositiu de ràdio que pot controlar la ponderació d'amplitud del patró de la matriu d'antenes mitjançant un goniòmetre que pot escanejar 360° sense gairebé cap canvi en les característiques del patró de l'antena.A més, la matriu d'antenes forma un feix que irradia cap a l'exterior des de la matriu d'antenes mitjançant un retard de temps, aconseguint així un funcionament de banda ampla.
Per obtenir més informació sobre les antenes, visiteu:
Hora de publicació: Jun-07-2024
