หลัก

Beamforming คืออะไร?

ในสาขาของเสาอากาศแบบอาร์เรย์บีมฟอร์มมิ่ง หรือที่รู้จักกันในชื่อการกรองเชิงพื้นที่ เป็นเทคนิคการประมวลผลสัญญาณที่ใช้ในการส่งและรับคลื่นวิทยุไร้สายหรือคลื่นเสียงในลักษณะทิศทาง บีมฟอร์มมิ่งมักใช้ในระบบเรดาร์และโซนาร์ ระบบสื่อสารไร้สาย ระบบเสียง และอุปกรณ์ชีวการแพทย์ โดยทั่วไป บีมฟอร์มมิ่งและการสแกนบีมทำได้โดยการกำหนดความสัมพันธ์เฟสระหว่างฟีดและแต่ละองค์ประกอบของอาร์เรย์เสาอากาศ เพื่อให้ทุกองค์ประกอบส่งหรือรับสัญญาณในเฟสเดียวกันในทิศทางที่กำหนด ในระหว่างการส่งสัญญาณ บีมฟอร์เมอร์จะควบคุมเฟสและแอมพลิจูดสัมพัทธ์ของสัญญาณของเครื่องส่งสัญญาณแต่ละเครื่อง เพื่อสร้างรูปแบบการรบกวนทั้งแบบสร้างสรรค์และแบบทำลายบนหน้าคลื่น ในระหว่างการรับสัญญาณ การกำหนดค่าอาร์เรย์เซ็นเซอร์จะจัดลำดับความสำคัญของการรับสัญญาณรูปแบบการแผ่รังสีที่ต้องการ

เทคโนโลยีบีมฟอร์มมิ่ง

Beamforming เป็นเทคนิคที่ใช้ในการกำหนดทิศทางการแผ่รังสีของลำแสงไปยังทิศทางที่ต้องการด้วยการตอบสนองที่คงที่ Beamforming และการสแกนลำแสงของเสาอากาศอาร์เรย์สามารถทำได้โดยใช้ระบบเลื่อนเฟสหรือระบบหน่วงเวลา

การเลื่อนเฟส

ในระบบแบนด์แคบ การหน่วงเวลาจะเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าการเลื่อนเฟส ที่ความถี่วิทยุ (RF) หรือความถี่กลาง (IF) สามารถทำบีมฟอร์มมิ่งได้โดยการเลื่อนเฟสด้วยตัวเลื่อนเฟสเฟอร์ไรต์ ที่เบสแบนด์ การเลื่อนเฟสสามารถทำได้โดยการประมวลผลสัญญาณดิจิทัล ในการทำงานที่แบนด์กว้าง นิยมใช้บีมฟอร์มมิ่งแบบหน่วงเวลา เนื่องจากต้องทำให้ทิศทางของลำแสงหลักคงที่ตามความถี่

RM-PA17731

RM-PA10145-30(10-14.5กิกะเฮิรตซ์)

ความล่าช้าของเวลา

การหน่วงเวลาสามารถทำได้โดยการเปลี่ยนความยาวของสายส่ง เช่นเดียวกับการเลื่อนเฟส การหน่วงเวลาสามารถทำได้ที่ความถี่วิทยุ (RF) หรือความถี่กลาง (IF) และการหน่วงเวลาด้วยวิธีนี้จะทำงานได้ดีในช่วงความถี่ที่กว้าง อย่างไรก็ตาม แบนด์วิดท์ของอาร์เรย์แบบสแกนเวลาถูกจำกัดด้วยแบนด์วิดท์ของไดโพลและระยะห่างทางไฟฟ้าระหว่างไดโพล เมื่อความถี่ในการทำงานเพิ่มขึ้น ระยะห่างทางไฟฟ้าระหว่างไดโพลจะเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความกว้างของลำแสงแคบลงในระดับหนึ่งที่ความถี่สูง เมื่อความถี่เพิ่มขึ้นอีก ในที่สุดจะนำไปสู่การเกิดแกรติงโลบ (grating lobe) ในอาร์เรย์แบบเฟส แกรติงโลบจะเกิดขึ้นเมื่อทิศทางการสร้างลำแสงเกินค่าสูงสุดของลำแสงหลัก ปรากฏการณ์นี้ทำให้เกิดความผิดพลาดในการกระจายของลำแสงหลัก ดังนั้น เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดแกรติงโลบ ไดโพลของเสาอากาศจะต้องมีระยะห่างที่เหมาะสม

น้ำหนัก

เวกเตอร์น้ำหนักเป็นเวกเตอร์เชิงซ้อน ซึ่งองค์ประกอบแอมพลิจูดกำหนดระดับของไซด์โลบและความกว้างของลำแสงหลัก ในขณะที่องค์ประกอบเฟสกำหนดมุมลำแสงหลักและตำแหน่งศูนย์ น้ำหนักเฟสสำหรับอาร์เรย์แบนด์แคบจะถูกใช้โดยตัวเลื่อนเฟส

RM-PA7087-43(71-86GHz)

RM-PA1075145-32 (10.75-14.5GHz)

การออกแบบบีมฟอร์มิง

เสาอากาศที่สามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อม RF ได้โดยการเปลี่ยนรูปแบบการแผ่รังสี เรียกว่าเสาอากาศแบบแอกทีฟเฟสอาร์เรย์ การออกแบบบีมฟอร์มมิ่งอาจรวมถึงเมทริกซ์บัตเลอร์ เมทริกซ์บลาสส์ และอาร์เรย์เสาอากาศวูลเลนเวเบอร์

บัตเลอร์ เมทริกซ์

บัตเลอร์เมทริกซ์ผสานสะพาน 90° เข้ากับตัวเลื่อนเฟส เพื่อให้ได้พื้นที่ครอบคลุมที่กว้างถึง 360° หากการออกแบบออสซิลเลเตอร์และรูปแบบการกำหนดทิศทางมีความเหมาะสม ลำแสงแต่ละลำสามารถใช้งานได้โดยเครื่องส่งหรือเครื่องรับเฉพาะ หรือโดยเครื่องส่งหรือเครื่องรับเพียงเครื่องเดียวที่ควบคุมด้วยสวิตช์ RF ด้วยวิธีนี้ บัตเลอร์เมทริกซ์จึงสามารถใช้ควบคุมทิศทางลำแสงของอาร์เรย์แบบวงกลมได้

เมทริกซ์บราห์ส

เมทริกซ์ Burras ใช้สายส่งและตัวเชื่อมต่อแบบกำหนดทิศทางเพื่อนำเทคโนโลยีบีมฟอร์มมิ่งแบบหน่วงเวลามาใช้ในการทำงานแบบบรอดแบนด์ เมทริกซ์ Burras สามารถออกแบบให้เป็นบีมฟอร์เมอร์แบบบรอดไซด์ได้ แต่เนื่องจากการใช้ขั้วต่อแบบต้านทาน จึงมีการสูญเสียสัญญาณสูงกว่า

เสาอากาศแบบวูลเลนเวเบอร์

เสาอากาศแบบอาร์เรย์วูลเลนเวเบอร์เป็นเสาอากาศแบบวงกลมที่ใช้สำหรับการค้นหาทิศทางในย่านความถี่สูง (HF) เสาอากาศแบบอาร์เรย์ชนิดนี้สามารถใช้เสาอากาศแบบรอบทิศทางหรือแบบมีทิศทางก็ได้ โดยทั่วไปจำนวนเสาอากาศจะอยู่ระหว่าง 30 ถึง 100 เสาอากาศ โดยหนึ่งในสามของเสาอากาศจะทำหน้าที่สร้างลำแสงที่มีทิศทางสูงแบบต่อเนื่อง แต่ละเสาอากาศจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์วิทยุที่สามารถควบคุมน้ำหนักแอมพลิจูดของรูปแบบเสาอากาศแบบอาร์เรย์ผ่านโกนิโอมิเตอร์ที่สามารถสแกนได้ 360 องศา โดยแทบไม่มีการเปลี่ยนแปลงลักษณะเฉพาะของรูปแบบเสาอากาศ นอกจากนี้ เสาอากาศแบบอาร์เรย์ยังสร้างลำแสงที่แผ่ออกจากเสาอากาศแบบอาร์เรย์ผ่านการหน่วงเวลา ทำให้สามารถใช้งานบรอดแบนด์ได้

หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเสาอากาศ โปรดไปที่:

E-mail:info@rf-miso.com

โทรศัพท์:0086-028-82695327

เว็บไซต์:www.rf-miso.com


เวลาโพสต์: 07 มิ.ย. 2567

รับข้อมูลผลิตภัณฑ์