ในด้านของเสาอากาศอาเรย์, การสร้างลำแสงหรือที่เรียกว่าการกรองเชิงพื้นที่เป็นเทคนิคการประมวลผลสัญญาณที่ใช้ในการส่งและรับคลื่นวิทยุไร้สายหรือคลื่นเสียงในลักษณะทิศทางบีมฟอร์มมิ่งมักใช้ในระบบเรดาร์และโซนาร์ การสื่อสารไร้สาย เสียง และอุปกรณ์ชีวการแพทย์โดยทั่วไป การทำบีมฟอร์มมิ่งและการสแกนลำแสงสามารถทำได้โดยการตั้งค่าความสัมพันธ์ของเฟสระหว่างฟีดและแต่ละองค์ประกอบของอาเรย์เสาอากาศ เพื่อให้องค์ประกอบทั้งหมดส่งหรือรับสัญญาณในเฟสในทิศทางเฉพาะระหว่างการส่งสัญญาณ บีมฟอร์เมอร์จะควบคุมเฟสและแอมพลิจูดสัมพัทธ์ของสัญญาณของเครื่องส่งสัญญาณแต่ละตัว เพื่อสร้างรูปแบบการรบกวนเชิงสร้างสรรค์และทำลายบนหน้าคลื่นในระหว่างการรับสัญญาณ การกำหนดค่าอาร์เรย์เซ็นเซอร์จะจัดลำดับความสำคัญของการรับสัญญาณรูปแบบรังสีที่ต้องการ
เทคโนโลยีบีมฟอร์มมิ่ง
บีมฟอร์มมิ่งเป็นเทคนิคที่ใช้ในการบังคับทิศทางรูปแบบการแผ่รังสีของลำแสงไปยังทิศทางที่ต้องการพร้อมการตอบสนองคงที่Beamforming และการสแกนลำแสงของเสาอากาศอาร์เรย์สามารถทำได้โดยระบบเปลี่ยนเฟสหรือระบบหน่วงเวลา
การเปลี่ยนเฟส
ในระบบแนโรว์แบนด์ การหน่วงเวลาเรียกอีกอย่างว่าการเปลี่ยนเฟสที่ความถี่วิทยุ (RF) หรือความถี่กลาง (IF) การสร้างบีมฟอร์มมิ่งสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนเฟสด้วยตัวเปลี่ยนเฟสเฟอร์ไรต์ที่เบสแบนด์ การเปลี่ยนเฟสสามารถทำได้โดยการประมวลผลสัญญาณดิจิทัลในการใช้งานแถบความถี่กว้าง แนะนำให้ใช้การขึ้นรูปลำแสงแบบหน่วงเวลา เนื่องจากจำเป็นต้องทำให้ทิศทางของลำแสงหลักไม่แปรผันตามความถี่
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14.5GHz)
เวลาหน่วง
การหน่วงเวลาสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนความยาวของสายส่งเช่นเดียวกับการเปลี่ยนเฟส การหน่วงเวลาอาจเกิดขึ้นที่ความถี่วิทยุ (RF) หรือความถี่กลาง (IF) และการหน่วงเวลาในลักษณะนี้จะทำงานได้ดีในช่วงความถี่กว้างอย่างไรก็ตาม แบนด์วิธของอาร์เรย์ที่สแกนเวลาถูกจำกัดโดยแบนด์วิธของไดโพลและระยะห่างทางไฟฟ้าระหว่างไดโพลเมื่อความถี่ในการทำงานเพิ่มขึ้น ระยะห่างทางไฟฟ้าระหว่างไดโพลจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความกว้างของลำแสงที่ความถี่สูงแคบลงในระดับหนึ่งเมื่อความถี่เพิ่มขึ้นอีก ในที่สุดก็จะนำไปสู่ตะแกรงตะแกรงในอาร์เรย์แบบแบ่งเฟส กลีบตะแกรงจะเกิดขึ้นเมื่อทิศทางของลำแสงเกินค่าสูงสุดของลำแสงหลักปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการกระจายลำแสงหลักดังนั้น เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดตะแกรง ไดโพลเสาอากาศจะต้องมีระยะห่างที่เหมาะสม
ตุ้มน้ำหนัก
เวกเตอร์น้ำหนักเป็นเวกเตอร์เชิงซ้อนซึ่งมีองค์ประกอบแอมพลิจูดกำหนดระดับไซด์โลบและความกว้างของลำแสงหลัก ในขณะที่องค์ประกอบเฟสจะกำหนดมุมลำแสงหลักและตำแหน่งว่างการถ่วงน้ำหนักเฟสสำหรับอาร์เรย์แถบความถี่แคบจะถูกใช้โดยตัวเปลี่ยนเฟส
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10.75-14.5GHz)
การออกแบบบีมฟอร์มมิ่ง
เสาอากาศที่สามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อม RF โดยการเปลี่ยนรูปแบบการแผ่รังสีเรียกว่าเสาอากาศแบบอาเรย์แบบแอคทีฟการออกแบบบีมฟอร์มมิ่งอาจรวมถึง Butler matrix, Blass matrix และอาร์เรย์เสาอากาศ Wullenweber
บัตเลอร์ เมทริกซ์
Butler Matrix รวมบริดจ์ 90° เข้ากับตัวเปลี่ยนเฟสเพื่อให้ได้เซกเตอร์การครอบคลุมที่กว้างถึง 360° หากการออกแบบออสซิลเลเตอร์และรูปแบบทิศทางมีความเหมาะสมแต่ละลำแสงสามารถใช้งานได้โดยเครื่องส่งหรือเครื่องรับเฉพาะ หรือโดยเครื่องส่งหรือเครื่องรับเครื่องเดียวที่ควบคุมโดยสวิตช์ RFด้วยวิธีนี้ Butler Matrix สามารถใช้ควบคุมลำแสงของอาร์เรย์วงกลมได้
บราห์ส เมทริกซ์
เมทริกซ์ Burras ใช้สายส่งและตัวเชื่อมต่อทิศทางเพื่อปรับใช้บีมฟอร์มมิ่งแบบหน่วงเวลาสำหรับการดำเนินงานบรอดแบนด์เมทริกซ์ Burras สามารถออกแบบให้เป็นบีมฟอร์เมอร์ฝั่งกว้างได้ แต่เนื่องจากการใช้ขั้วต่อแบบต้านทาน จึงมีการสูญเสียที่สูงกว่า
เสาอากาศแบบ Woollenweber
อาร์เรย์เสาอากาศ Woollenweber เป็นอาร์เรย์แบบวงกลมที่ใช้สำหรับการค้นหาทิศทางการใช้งานในย่านความถี่สูง (HF)อาร์เรย์เสาอากาศประเภทนี้สามารถใช้องค์ประกอบแบบรอบทิศทางหรือแบบทิศทางก็ได้ และโดยทั่วไปจำนวนองค์ประกอบจะอยู่ที่ 30 ถึง 100 ซึ่งหนึ่งในสามนั้นมีไว้สำหรับการสร้างลำแสงที่มีทิศทางสูงตามลำดับแต่ละองค์ประกอบเชื่อมต่อกับอุปกรณ์วิทยุที่สามารถควบคุมน้ำหนักแอมพลิจูดของรูปแบบอาเรย์เสาอากาศผ่านโกนิโอมิเตอร์ที่สามารถสแกนได้ 360° โดยแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงในลักษณะรูปแบบเสาอากาศนอกจากนี้ อาร์เรย์เสาอากาศจะสร้างลำแสงที่แผ่ออกจากอาร์เรย์เสาอากาศผ่านการหน่วงเวลา ดังนั้นจึงบรรลุการทำงานแบบบรอดแบนด์
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสาอากาศ โปรดไปที่:
เวลาโพสต์: Jun-07-2024
