Trong lĩnh vựcanten mảng, Beamforming, 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 cách định hướng.Beamforming thường được sử dụng trong các hệ thống radar và sonar, thông tin liên lạc không dây, âm thanh 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 nguồn cấp dữ liệu và từng phần tử của mảng ăng ten 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 của mỗi máy phát để tạo ra các mô hình giao thoa tăng cường và triệt tiêu trên mặt sóng.Trong quá trình thu, cấu hình mảng cảm biến sẽ ưu tiên tiếp nhận mẫu bức xạ mong muốn.
Công nghệ tạo tia
Beamforming là một kỹ thuật được sử dụng để điều khiển mô hình bức xạ chùm tia theo hướng mong muốn với phản hồi cố định.Beamforming và quét chùm tia của mộtăng-tenmảng có thể đạt được bằng hệ thống dịch pha hoặc hệ thống trễ thời gian.
Chuyển pha
Trong các hệ thống băng hẹp, độ trễ thời gian còn được gọi là dịch pha.Ở tần số vô tuyến (RF) hoặc tần số trung gian (IF), việc tạo chùm tia có thể đạt được bằng cách dịch pha với bộ dịch pha ferit.Ở băng cơ sở, việc dịch pha có thể đạt được bằng cách xử lý tín hiệu số.Trong hoạt động băng rộng, định dạng chùm tia có độ trễ theo thời gian được ưu tiên hơn vì cần phải làm cho hướng của chùm tia chính bất biến theo tần số.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14.5GHz)
Thời gian trễ
Độ trễ thời gian có thể được tạo ra bằng cách thay đổi độ dài của đường truyền.Giống như 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 ra theo cách này hoạt động tốt trên 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 lên, khoảng cách điện giữa các lưỡng cực tăng lên, dẫn đến độ rộng chùm tia bị thu hẹp ở mức độ nhất định ở tần số cao.Khi tần số tăng hơn nữa, cuối cùng nó sẽ dẫn đến các thùy cách tử.Trong mạng pha, các vấu cách tử sẽ xuất hiện khi hướng định dạng chùm tia vượt quá giá trị cực đại của chùm tia chính.Hiện tượng này gây ra sai số trong việc phân bố chùm tia chính.Vì vậy, để tránh các búp sóng cách tử, các lưỡng cực anten phải có khoảng cách thích hợp.
Trọng lượng
Vectơ trọng số là một vectơ phức tạp có thành phần biên độ xác định mức búp sóng bên và độ rộng chùm tia chính, trong khi thành phần pha xác định góc chùm tia chính và vị trí rỗng.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 dạng tia
Anten có thể thích ứng với môi trường RF bằng cách thay đổi kiểu bức xạ của chúng được gọi là anten mảng pha chủ động.Thiết kế Beamforming có thể bao gồm ma trận Butler, ma trận Blass và mảng ăng-ten Wullenweber.
Ma trận quản gia
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 kiểu định hướng phù hợp.Mỗi chùm tia có thể được sử dụng bởi một máy phát hoặc máy thu chuyên dụng hoặc bởi một máy phát hoặc máy thu duy nhất được điều khiển bằng công tắc RF.Bằng cách này, Ma trận Butler có thể được sử dụng để điều khiển chùm tia của một mảng hình tròn.
Ma trận Brahs
Ma trận Burras sử dụng đường truyền và bộ ghép định hướng để thực hiện định dạng búp sóng có độ trễ thời gian cho hoạt động băng thông rộng.Ma trận Burras có thể được thiết kế như một bộ tạo chùm tia biên rộng, nhưng do sử dụng các đầu cuối điện trở nên nó có tổn thất cao hơn.
Mảng ăng-ten Woolenweber
Mảng ăng-ten Woollenweber là mảng hình tròn được sử dụng cho các ứng dụng tìm hướng ở dải tần số 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 hình thành tuần tự các chùm tia có tính định hướng cao.Mỗi phần tử được kết nối với một thiết bị vô tuyến có thể kiểm soát trọng số biên độ của mẫu mảng ăng-ten thông qua máy đo góc có thể quét 360° mà hầu như không thay đổi đặc điểm mẫu ăng-ten.Ngoài ra, mảng ăng-ten tạo thành chùm tia tỏa ra từ mảng ăng-ten thông qua độ trễ thời gian, nhờ đó đạt được hoạt động băng thông rộng.
Để tìm hiểu thêm về ăng-ten, vui lòng truy cập:
Thời gian đăng: Jun-07-2024
