No ámbito deantenas de matriz, Beamforming, tamén coñecido como filtrado espacial, é unha técnica de procesamento de sinal que se utiliza para transmitir e recibir ondas de radio ou ondas sonoras sen fíos de forma direccional.A formación de feixe úsase habitualmente en sistemas de radar e sonar, comunicacións sen fíos, acústica e equipos biomédicos.Normalmente, a formación de feixe e a exploración de feixe realízanse establecendo a relación de fase entre a alimentación e cada elemento da matriz de antenas para que todos os elementos transmitan ou reciban sinais en fase nunha dirección específica.Durante a transmisión, o formador de feixe controla a fase e a amplitude relativa do sinal de cada transmisor para crear patróns de interferencia construtivos e destrutivos na fronte de onda.Durante a recepción, a configuración da matriz de sensores prioriza a recepción do patrón de radiación desexado.
Tecnoloxía de Beamforming
Beamforming é unha técnica que se usa para dirixir un patrón de radiación do feixe na dirección desexada cunha resposta fixa.Beamforming e escaneo de feixe de anantenaA matriz pódese conseguir mediante un sistema de cambio de fase ou un sistema de retardo de tempo.
Cambio de fase
Nos sistemas de banda estreita, o retardo de tempo tamén se denomina cambio de fase.en radiofrecuencia (RF) ou frecuencia intermedia (IF), a formación de feixe pódese conseguir mediante o cambio de fase con desfasadores de ferrita.Na banda base, o cambio de fase pódese conseguir mediante o procesamento de sinal dixital.No funcionamento de banda ancha, prefírese a formación de feixe con retardo de tempo debido á necesidade de facer que a dirección do feixe principal sexa invariante coa frecuencia.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Desfase de tempo
O atraso temporal pódese introducir cambiando a lonxitude da liña de transmisión.Do mesmo xeito que co cambio de fase, o retardo de tempo pódese introducir en radiofrecuencia (RF) ou frecuencia intermedia (IF), e o retardo de tempo introducido deste xeito funciona ben nun amplo rango de frecuencias.Non obstante, o ancho de banda da matriz explorada no tempo está limitado polo ancho de banda dos dipolos e pola separación eléctrica entre os dipolos.Cando a frecuencia de funcionamento aumenta, o espazamento eléctrico entre os dipolos aumenta, o que provoca un certo grao de estreitamento do ancho do feixe a altas frecuencias.Cando a frecuencia aumenta aínda máis, eventualmente levará a lóbulos de reixa.Nunha matriz en fases, os lóbulos de reixa produciranse cando a dirección de formación do feixe excede o valor máximo do feixe principal.Este fenómeno provoca erros na distribución do feixe principal.Polo tanto, para evitar os lóbulos de reixa, os dipolos da antena deben ter un espazo adecuado.
Pesos
O vector peso é un vector complexo cuxa compoñente de amplitude determina o nivel do lóbulo lateral e a anchura do feixe principal, mentres que a compoñente de fase determina o ángulo do feixe principal e a posición nula.Os pesos de fase para matrices de banda estreita aplícanse mediante desfasadores.
RM-PA7087-43 (71-86GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
Deseño de Beamforming
As antenas que poden adaptarse ao ambiente de RF cambiando o seu patrón de radiación chámanse antenas de matriz de fase activa.Os deseños de formación de feixe poden incluír matriz Butler, matriz Blass e matrices de antenas Wullenweber.
Butler Matrix
O Butler Matrix combina unha ponte de 90 ° cun cambiador de fase para lograr un sector de cobertura tan amplo como 360 ° se o deseño do oscilador e o patrón de directividade son apropiados.Cada feixe pode ser usado por un transmisor ou receptor dedicado, ou por un único transmisor ou receptor controlado por un interruptor de RF.Deste xeito, a Butler Matrix pódese usar para dirixir o feixe dunha matriz circular.
Matriz de Brahs
A matriz de Burras usa liñas de transmisión e acopladores direccionais para implementar a formación de feixe con retardo de tempo para o funcionamento de banda ancha.A matriz de Burras pode deseñarse como un formador de feixe lateral, pero debido ao uso de terminacións resistivas, ten maiores perdas.
Matriz de antenas Woollenweber
A matriz de antenas Woollenweber é unha matriz circular utilizada para aplicacións de localización na banda de alta frecuencia (HF).Este tipo de matriz de antenas pode usar elementos omnidireccionais ou direccionais, e o número de elementos é xeralmente de 30 a 100, dos cales un terzo dedícase a formar secuencialmente feixes altamente direccionais.Cada elemento está conectado a un dispositivo de radio que pode controlar a ponderación da amplitude do patrón da matriz de antenas a través dun goniómetro que pode escanear 360° sen case ningún cambio nas características do patrón da antena.Ademais, a matriz de antenas forma un feixe que irradia cara a fóra desde a matriz de antenas a través do retardo de tempo, logrando así un funcionamento de banda ancha.
Para obter máis información sobre as antenas, visite:
Hora de publicación: 07-06-2024
