Trong lĩnh vựcăng-ten mảngĐịnh dạng 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 theo hướng. Định dạng 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, định dạng chùm tia và quét chùm tia được thực hiện bằng cách thiết lập mối quan hệ pha giữa nguồn cấp và từng phần tử của mảng ăng-ten sao cho tất cả các phần tử đều truyền hoặc nhận tín hiệu cùng pha theo một hướng cụ thể. Trong quá trình truyền, bộ định dạng chùm tia điều khiển pha và biên độ tương đối của tín hiệu từ mỗi máy phát để tạo ra các mẫu giao thoa tích cực và tiêu cực trên mặt sóng. Trong quá trình thu, cấu hình mảng cảm biến sẽ ưu tiên thu mẫu bức xạ mong muốn.
Công nghệ Beamforming
Định hình chùm tia là một kỹ thuật được sử dụng để điều khiển mô hình bức xạ chùm tia theo hướng mong muốn với phản ứng cố định. Định hình chùm tia và quét chùm tia của mộtăng-tenmảng có thể đạt được bằng hệ thống dịch pha hoặc hệ thống trễ thời gian.
Độ lệch pha
Trong các hệ thống băng hẹp, độ trễ thời gian còn được gọi là độ lệch pha. Ở tần số vô tuyến (RF) hoặc tần số trung gian (IF), việc định hình chùm tia có thể đạt được bằng cách dịch pha với bộ dịch pha ferit. Ở băng tần cơ sở, việc dịch pha có thể đạt được bằng cách xử lý tín hiệu số. Trong hoạt động băng rộng, định hình chùm tia trễ thời gian được ưu tiên vì cần phải giữ cho hướng của chùm tia chính bất biến theo tần số.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14,5GHz)
Độ trễ thời gian
Độ trễ thời gian có thể được đưa vào bằng cách thay đổi độ dài của đường truyền. Giống như với dịch pha, độ trễ thời gian có thể được đưa vào ở tần số vô tuyến (RF) hoặc tần số trung gian (IF) và độ trễ thời gian được đưa vào theo cách này hoạt động tốt trên một dải tần số 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, khoảng cách điện giữa các lưỡng cực tăng, dẫn đến một mức độ 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 thùy mạng. Trong một mảng pha, các thùy mạng 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 việc phân phối chùm tia chính. Do đó, để tránh các thùy mạng, các lưỡng cực ăng-ten phải có khoảng cách thích hợp.
Trọng lượng
Vectơ trọng số là một vectơ phức tạp, trong đó thành phần biên độ xác định mức thùy phụ và độ rộng chùm tia chính, trong khi thành phần pha xác định góc chùm tia chính và vị trí điểm không. Trọng số pha cho mảng băng hẹp được áp dụng bởi bộ dịch pha.
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10,75-14,5GHz)
Thiết kế định hình chùm tia
Ăng-ten có khả năng thích ứng với môi trường RF bằng cách thay đổi mẫu bức xạ được gọi là ăng-ten mảng pha chủ động. Thiết kế định hướng chùm tia có thể bao gồm mảng ăng-ten ma trận Butler, ma trận Blass và Wullenweber.
Ma trận Butler
Ma trận Butler kết hợp cầu 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 chuyên dụng, 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 khiển chùm tia của một mảng tròn.
Ma trận Brahs
Ma trận Burras sử dụng đường truyền và bộ ghép hướng để thực hiện định hình chùm tia trễ thời gian cho hoạt động băng thông rộng. Ma trận Burras có thể được thiết kế như một bộ định hình chùm tia ngang, nhưng do sử dụng đầu nối điện trở nên suy hao cao hơn.
Mảng ăng-ten Woollenweber
Mảng ăng-ten Woollenweber là một mảng hình tròn được sử dụng cho các ứng dụng định hướng trong băng tần cao (HF). Loại mảng ăng-ten 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 định hướng cao tuần tự. Mỗi phần tử được kết nối với một thiết bị vô tuyến có thể điều khiển trọng số biên độ của mẫu mảng ăng-ten thông qua một máy đo góc có thể quét 360° mà hầu như không thay đổi các đặc tính của mẫu ăng-ten. Ngoài ra, mảng ăng-ten tạo ra một chùm tia bức xạ ra ngoài từ mảng ăng-ten 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: 07-06-2024
