A területentömbantennákA nyalábformálás, más néven térbeli szűrés, egy jelfeldolgozási technika, amelyet vezeték nélküli rádióhullámok vagy hanghullámok irányított továbbítására és vételére használnak. A nyalábformálást általában radar- és szonárrendszerekben, vezeték nélküli kommunikációban, akusztikában és biomedicinális berendezésekben használják. A nyalábformálást és a nyalábszkennelést jellemzően az antennatömb egyes elemei közötti fázisviszony beállításával végzik, hogy minden elem fázisban továbbítsa vagy vegye a jeleket egy adott irányban. Adás során a nyalábformáló szabályozza az egyes adók jelének fázisát és relatív amplitúdóját, hogy konstruktív és destruktív interferencia mintákat hozzon létre a hullámfronton. Vétel során az érzékelőtömb konfigurációja prioritást élvez a kívánt sugárzási minta vétele szempontjából.
Nyalábformálási technológia
A nyalábformálás egy olyan technika, amely egy nyalábsugárzási mintázatot a kívánt irányba, rögzített válaszjellel irányít. Egy nyalábformálás és nyalábszkennelésantennaA tömb fáziseltolásos rendszerrel vagy időeltolódásos rendszerrel érhető el.
Fázisváltás
Keskenysávú rendszerekben az időeltolódást fáziseltolódásnak is nevezik. Rádiófrekvencián (RF) vagy közbenső frekvencián (IF), a nyalábformálás ferrit fázistolással érhető el fáziseltolás segítségével. Alapsávban a fáziseltolás digitális jelfeldolgozással érhető el. Szélessávú működés esetén az időeltolásos nyalábformálás az előnyösebb, mivel a főnyaláb irányát a frekvenciával invariánssá kell tenni.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Időbeli eltolódás
Az időeltolódás az átviteli vonal hosszának változtatásával valósítható meg. A fáziseltoláshoz hasonlóan az időeltolódás rádiófrekvencián (RF) vagy közbenső frekvencián (IF) is bevezethető, és az így bevezetett időeltolódás széles frekvenciatartományban jól működik. Az időben pásztázott antennatömb sávszélességét azonban a dipólusok sávszélessége és a dipólusok közötti elektromos távolság korlátozza. Amikor az üzemi frekvencia növekszik, a dipólusok közötti elektromos távolság is növekszik, ami a nyaláb szélességének bizonyos mértékű szűkülését eredményezi magas frekvenciákon. Amikor a frekvencia tovább növekszik, az végül rácslebenyekhez vezet. Fázisos antennatömbben rácslebenyek akkor fordulnak elő, amikor a nyalábformálási irány meghaladja a főnyaláb maximális értékét. Ez a jelenség hibákat okoz a főnyaláb eloszlásában. Ezért a rácslebenyek elkerülése érdekében az antennadipólusoknak megfelelő távolságra kell lenniük egymástól.
Súlyok
A súlyvektor egy komplex vektor, amelynek amplitúdókomponense az oldalsugár szintjét és a fősugár szélességét határozza meg, míg a fáziskomponense a fősugár szögét és a nullpont pozícióját. A keskenysávú antennatömbök fázissúlyait fázistolók alkalmazzák.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75–14,5 GHz)
Nyalábformálási tervezés
Azokat az antennákat, amelyek sugárzási mintázatuk változtatásával képesek alkalmazkodni az RF környezethez, aktív fázisvezérelt antennáknak nevezzük. A nyalábformáló kialakítások magukban foglalhatják a Butler-mátrixú, a Blass-mátrixú és a Wullenweber-antennarendszereket.
Butler Mátrix
A Butler-mátrix egy 90°-os hidat egy fázistolóval kombinál, így akár 360°-os lefedettségi szektort is elérhet, ha az oszcillátor kialakítása és irányítottsági mintázata megfelelő. Minden egyes nyalábot használhat egy dedikált adó vagy vevő, vagy egyetlen, RF-kapcsolóval vezérelt adó vagy vevő. Ily módon a Butler-mátrix egy kör alakú antennarendszer sugarának irányítására használható.
Brahs-mátrix
A Burras-mátrix távvezetékeket és iránycsatolókat használ a szélessávú működéshez szükséges időkésleltetéses nyalábformálás megvalósításához. A Burras-mátrix szélessávú nyalábformálóként is tervezhető, de az ellenállásos lezárások használata miatt nagyobb veszteségekkel jár.
Woollenweber antennarendszer
A Woollenweber antennarendszer egy kör alakú rendszer, amelyet iránymeghatározási alkalmazásokhoz használnak a nagyfrekvenciás (HF) sávban. Ez a típusú antennarendszer használhat körsugárzó vagy irányított elemeket, és az elemek száma általában 30-100, amelyek egyharmada a szekvenciálisan erősen irányított nyalábok létrehozására szolgál. Minden elem egy rádióeszközhöz van csatlakoztatva, amely egy goniométer segítségével szabályozhatja az antennarendszer mintázatának amplitúdó-súlyozását, amely 360°-ban képes pásztázni az antennamintázat jellemzőinek szinte változatlansága nélkül. Ezenkívül az antennarendszer egy időbeli késleltetéssel kifelé sugárzó nyalábot képez, ezáltal szélessávú működést érve el.
Az antennákról bővebben itt olvashat:
Közzététel ideje: 2024. június 7.
