ในสาขาของเสาอากาศแบบอาร์เรย์การสร้างลำแสง หรือที่เรียกอีกอย่างว่าการกรองเชิงพื้นที่ เป็นเทคนิคการประมวลผลสัญญาณที่ใช้ในการส่งและรับคลื่นวิทยุไร้สายหรือคลื่นเสียงในลักษณะทิศทาง การสร้างลำแสงมักใช้ในระบบเรดาร์และโซนาร์ การสื่อสารไร้สาย ระบบอะคูสติก และอุปกรณ์ทางการแพทย์ โดยทั่วไป การสร้างลำแสงและการสแกนลำแสงจะสำเร็จลุล่วงโดยการตั้งค่าความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างฟีดและแต่ละองค์ประกอบของอาร์เรย์เสาอากาศ เพื่อให้องค์ประกอบทั้งหมดส่งหรือรับสัญญาณในเฟสในทิศทางที่เฉพาะเจาะจง ในระหว่างการส่งสัญญาณ บีมฟอร์มเมอร์จะควบคุมเฟสและแอมพลิจูดสัมพันธ์ของสัญญาณของเครื่องส่งสัญญาณแต่ละเครื่องเพื่อสร้างรูปแบบการรบกวนแบบสร้างสรรค์และแบบทำลายล้างบนหน้าคลื่น ในระหว่างการรับสัญญาณ การกำหนดค่าอาร์เรย์เซ็นเซอร์จะให้ความสำคัญกับการรับสัญญาณรูปแบบการแผ่รังสีที่ต้องการ
เทคโนโลยีการสร้างลำแสง
การสร้างลำแสงเป็นเทคนิคที่ใช้ในการกำหนดทิศทางการแผ่รังสีของลำแสงให้ไปในทิศทางที่ต้องการด้วยการตอบสนองที่คงที่ การสร้างลำแสงและการสแกนลำแสงของเสาอากาศอาร์เรย์สามารถทำได้โดยใช้ระบบเฟสชิฟต์หรือระบบหน่วงเวลา
การเลื่อนเฟส
ในระบบแบนด์แคบ การหน่วงเวลาจะเรียกอีกอย่างว่าการเลื่อนเฟส ที่ความถี่วิทยุ (RF) หรือความถี่กลาง (IF) การสร้างลำแสงสามารถทำได้โดยการเลื่อนเฟสด้วยตัวเลื่อนเฟสเฟอร์ไรต์ ที่เบสแบนด์ การเปลี่ยนเฟสสามารถทำได้โดยการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล ในการทำงานแบนด์กว้าง การสร้างลำแสงแบบหน่วงเวลาเป็นที่นิยมเนื่องจากจำเป็นต้องทำให้ทิศทางของลำแสงหลักคงที่ตามความถี่
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14.5กิกะเฮิรตซ์)
ความล่าช้าของเวลา
การหน่วงเวลาสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนความยาวของสายส่งสัญญาณ เช่นเดียวกับการเลื่อนเฟส การหน่วงเวลาสามารถทำได้ที่ความถี่วิทยุ (RF) หรือความถี่กลาง (IF) และการหน่วงเวลาที่แนะนำด้วยวิธีนี้จะทำงานได้ดีในช่วงความถี่ที่กว้าง อย่างไรก็ตาม แบนด์วิดท์ของอาร์เรย์ที่สแกนเวลาถูกจำกัดด้วยแบนด์วิดท์ของไดโพลและระยะห่างทางไฟฟ้าระหว่างไดโพล เมื่อความถี่ในการทำงานเพิ่มขึ้น ระยะห่างทางไฟฟ้าระหว่างไดโพลจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความกว้างของลำแสงแคบลงในระดับหนึ่งที่ความถี่สูง เมื่อความถี่เพิ่มขึ้นอีก ในที่สุดจะนำไปสู่การเกิดกลีบกริด ในอาร์เรย์แบบเฟส กลีบกริดจะเกิดขึ้นเมื่อทิศทางการสร้างลำแสงเกินค่าสูงสุดของลำแสงหลัก ปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการกระจายของลำแสงหลัก ดังนั้น เพื่อหลีกเลี่ยงกลีบกริด ไดโพลเสาอากาศจะต้องมีระยะห่างที่เหมาะสม
น้ำหนัก
เวกเตอร์น้ำหนักเป็นเวกเตอร์เชิงซ้อนซึ่งองค์ประกอบแอมพลิจูดจะกำหนดระดับของกลีบข้างและความกว้างของลำแสงหลัก ในขณะที่องค์ประกอบเฟสจะกำหนดมุมลำแสงหลักและตำแหน่งว่าง น้ำหนักเฟสสำหรับอาร์เรย์แบนด์แคบจะถูกใช้โดยตัวเลื่อนเฟส
รุ่น RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32 (10.75-14.5 กิกะเฮิรตซ์)
การออกแบบการสร้างลำแสง
เสาอากาศที่สามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อม RF ได้โดยการเปลี่ยนรูปแบบการแผ่รังสีเรียกว่าเสาอากาศแบบเรียงเฟสแบบแอ็คทีฟ การออกแบบบีมฟอร์มอาจรวมถึงเสาอากาศแบบเมทริกซ์บัตเลอร์ เมทริกซ์บลาสส์ และอาร์เรย์เสาอากาศวูลเลนเวเบอร์
เมทริกซ์บัตเลอร์
เมทริกซ์บัตเลอร์จะรวมบริดจ์ 90° กับตัวเลื่อนเฟสเพื่อให้ได้เซกเตอร์การครอบคลุมที่กว้างถึง 360° หากการออกแบบออสซิลเลเตอร์และรูปแบบการกำหนดทิศทางมีความเหมาะสม ลำแสงแต่ละลำสามารถใช้โดยเครื่องส่งหรือเครื่องรับเฉพาะ หรือโดยเครื่องส่งหรือเครื่องรับเพียงเครื่องเดียวที่ควบคุมด้วยสวิตช์ RF ด้วยวิธีนี้ เมทริกซ์บัตเลอร์จึงสามารถใช้เพื่อบังคับทิศทางลำแสงของอาร์เรย์วงกลมได้
เมทริกซ์บราห์ส
เมทริกซ์ Burras ใช้สายส่งและตัวเชื่อมต่อทิศทางเพื่อนำการสร้างลำแสงแบบหน่วงเวลาไปใช้กับการทำงานแบบบรอดแบนด์ เมทริกซ์ Burras สามารถออกแบบให้เป็นเครื่องสร้างลำแสงแบบบรอดไซด์ได้ แต่เนื่องจากการใช้การยุติแบบต้านทาน จึงมีการสูญเสียที่สูงกว่า
เสาอากาศแบบอาร์เรย์วูลเลนเวเบอร์
เสาอากาศแบบอาร์เรย์วูลเลนเวเบอร์เป็นเสาอากาศแบบวงกลมที่ใช้สำหรับการค้นหาทิศทางในย่านความถี่สูง (HF) เสาอากาศแบบอาร์เรย์ประเภทนี้สามารถใช้ส่วนประกอบแบบรอบทิศทางหรือแบบมีทิศทางก็ได้ และจำนวนส่วนประกอบโดยทั่วไปมีตั้งแต่ 30 ถึง 100 ส่วนประกอบ โดยหนึ่งในสามของส่วนประกอบเหล่านี้ใช้สำหรับการสร้างลำแสงแบบมีทิศทางที่ชัดเจนแบบต่อเนื่อง ส่วนประกอบแต่ละส่วนจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์วิทยุที่สามารถควบคุมน้ำหนักแอมพลิจูดของรูปแบบเสาอากาศแบบอาร์เรย์ได้โดยใช้โกนิโอมิเตอร์ที่สามารถสแกนได้ 360° โดยแทบจะไม่มีการเปลี่ยนแปลงในลักษณะของรูปแบบเสาอากาศเลย นอกจากนี้ เสาอากาศแบบอาร์เรย์ยังสร้างลำแสงที่แผ่ออกไปจากเสาอากาศแบบอาร์เรย์โดยมีการหน่วงเวลา จึงทำให้สามารถทำงานแบบบรอดแบนด์ได้
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสาอากาศ โปรดไปที่:
เวลาโพสต์: 07-06-2024
