Trong lĩnh vựcăng-ten mảngTạo chùm tia, còn được gọi là lọc không gian, là một kỹ thuật xử lý tín hiệu được sử dụng để truyền và nhận sóng vô tuyến hoặc sóng âm thanh không dây theo hướng xác định. Tạo chùm tia thường được sử dụng trong các hệ thống radar và sonar, truyền thông không dây, âm học và thiết bị y sinh. Thông thường, việc tạo chùm tia và quét chùm tia được thực hiện bằng cách thiết lập mối quan hệ pha giữa bộ cấp tín hiệu và mỗi phần tử của mảng anten sao cho tất cả các phần tử truyền hoặc nhận tín hiệu cùng pha theo một hướng cụ thể. Trong quá trình truyền, bộ tạo chùm tia điều khiển pha và biên độ tương đối của tín hiệu từ mỗi bộ phát để tạo ra các mẫu giao thoa tăng cường và triệt tiêu trên mặt sóng. Trong quá trình thu, cấu hình mảng cảm biến ưu tiên thu nhận mẫu bức xạ mong muốn.
Công nghệ tạo chùm tia
Tạo chùm tia là một kỹ thuật được sử dụng để điều hướng mô hình bức xạ của chùm tia đến một hướng mong muốn với đáp ứng cố định. Tạo chùm tia và quét chùm tia của một...ăng-tenMảng có thể được tạo ra bằng hệ thống dịch pha hoặc hệ thống trễ thời gian.
Sự dịch chuyển pha
Trong các hệ thống băng tần hẹp, độ trễ thời gian còn được gọi là sự dịch pha. Ở tần số vô tuyến (RFỞ dải tần cơ bản (baseband) hoặc tần số trung gian (IF), việc tạo chùm tia có thể được thực hiện bằng cách dịch pha với bộ dịch pha ferrite. Ở dải tần cơ bản, việc dịch pha có thể được thực hiện bằng xử lý tín hiệu số. Trong hoạt động băng rộng, tạo chùm tia trễ thời gian được ưu tiên vì cần phải làm cho hướng của chùm tia chính không thay đổi theo tần số.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14.5GHz)
Độ trễ thời gian
Có thể tạo ra độ trễ thời gian bằng cách thay đổi chiều dài đường truyền. Tương tự như dịch pha, độ trễ thời gian có thể được tạo ra ở tần số vô tuyến (RF) hoặc tần số trung gian (IF), và độ trễ thời gian được tạo ra theo cách này hoạt động tốt trên một dải tần rộng. Tuy nhiên, băng thông của mảng quét thời gian bị giới hạn bởi băng thông của các lưỡng cực và khoảng cách điện giữa các lưỡng cực. Khi tần số hoạt động tăng lên, khoảng cách điện giữa các lưỡng cực tăng lên, dẫn đến sự thu hẹp nhất định của độ rộng chùm tia ở tần số cao. Khi tần số tăng hơn nữa, cuối cùng sẽ dẫn đến các búp sóng nhiễu xạ. Trong một mảng pha, các búp sóng nhiễu xạ sẽ xuất hiện khi hướng tạo chùm tia vượt quá giá trị cực đại của chùm tia chính. Hiện tượng này gây ra lỗi trong sự phân bố của chùm tia chính. Do đó, để tránh các búp sóng nhiễu xạ, các lưỡng cực anten phải có khoảng cách thích hợp.
Trọng lượng
Vectơ trọng số là một vectơ phức, trong đó thành phần biên độ xác định mức búp sóng phụ và độ rộng búp sóng chính, trong khi thành phần pha xác định góc búp sóng chính và vị trí điểm triệt tiêu. Trọng số pha cho các mảng băng hẹp được áp dụng bằng bộ dịch pha.
RM-PA7087-43 (71-86GHz)
RM-PA1075145-32 (10.75-14.5GHz)
Thiết kế tạo chùm tia
Các ăng-ten có khả năng thích ứng với môi trường tần số vô tuyến bằng cách thay đổi mô hình bức xạ của chúng được gọi là ăng-ten mảng pha chủ động. Các thiết kế tạo chùm tia có thể bao gồm ma trận Butler, ma trận Blass và mảng ăng-ten Wullenweber.
Ma trận Butler
Ma trận Butler kết hợp cầu nối 90° với bộ dịch pha để đạt được vùng phủ sóng rộng tới 360° nếu thiết kế bộ dao động và mô hình định hướng phù hợp. Mỗi chùm tia có thể được sử dụng bởi một bộ phát hoặc bộ thu riêng biệt, hoặc bởi một bộ phát hoặc bộ thu duy nhất được điều khiển bởi một công tắc RF. Bằng cách này, ma trận Butler có thể được sử dụng để điều hướng chùm tia của một mảng tròn.
Ma trận Brahs
Ma trận Burras sử dụng các đường truyền và bộ ghép định hướng để thực hiện tạo chùm tia trễ thời gian cho hoạt động băng thông rộng. Ma trận Burras có thể được thiết kế như một bộ tạo chùm tia vuông góc, nhưng do sử dụng các điện trở đầu cuối, nó có tổn hao cao hơn.
Mảng anten Woollenweber
Mảng anten Woollenweber là một mảng tròn được sử dụng cho các ứng dụng định hướng trong dải tần số cao (HF). Loại mảng anten này có thể sử dụng các phần tử đa hướng hoặc định hướng, và số lượng phần tử thường từ 30 đến 100, trong đó một phần ba được dành riêng để tạo thành các chùm tia có độ định hướng cao một cách tuần tự. Mỗi phần tử được kết nối với một thiết bị vô tuyến có thể điều khiển trọng số biên độ của mô hình mảng anten thông qua một goniometer có thể quét 360° mà hầu như không làm thay đổi đặc tính mô hình anten. Ngoài ra, mảng anten tạo thành một chùm tia bức xạ ra ngoài từ mảng anten thông qua độ trễ thời gian, do đó đạt được hoạt động băng thông rộng.
Để tìm hiểu thêm về ăng-ten, vui lòng truy cập:
Thời gian đăng bài: 07/06/2024
