בתחום שלאנטנות מערך, beamforming, הידוע גם בשם סינון מרחבי, היא טכניקת עיבוד אותות המשמשת לשידור וקליטת גלי רדיו או גלי קול אלחוטיים בצורה כיוונית. יצירת אלומה משמשת בדרך כלל במערכות מכ"ם וסונאר, תקשורת אלחוטית, אקוסטיקה וציוד ביו-רפואי. בדרך כלל, יצירת אלומה וסריקת אלומה מתבצעת על ידי קביעת יחס הפאזה בין ההזנה לכל אלמנט של מערך האנטנות כך שכל האלמנטים ישדרו או יקבלו אותות בשלב בכיוון מסוים. במהלך השידור, יוצר האלומה שולט על הפאזה ועל המשרעת היחסית של האות של כל משדר כדי ליצור דפוסי הפרעות בונים והרסניים בחזית הגל. במהלך הקליטה, תצורת מערך החיישנים נותנת עדיפות לקליטת תבנית הקרינה הרצויה.
טכנולוגיית יצירת אלומה
Beamforming היא טכניקה המשמשת לכיוון תבנית קרינת אלומה לכיוון רצוי עם תגובה קבועה. יצירת אלומה וסריקת אלומה של anאַנטֶנָהניתן להשיג מערך על ידי מערכת הסטת פאזה או מערכת השהיית זמן.
שינוי שלב
במערכות צר פס, עיכוב זמן נקרא גם היסט פאזה. בתדר רדיו (RF) או תדר ביניים (IF), ניתן להשיג יצירת אלומה על ידי הסבת פאזה עם משמרות פאזה פריט. בפס הבסיס, ניתן להשיג שינוי פאזה על ידי עיבוד אותות דיגיטלי. בפעולת פס רחב, יצירת אלומת עיכוב זמן עדיפה בגלל הצורך להפוך את כיוון האלומה הראשית לבלתי משתנה עם התדר.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14.5GHz)
פיגור זמן
ניתן להכניס עיכוב זמן על ידי שינוי אורך קו השידור. בדומה להזזת פאזה, ניתן להכניס השהיית זמן בתדר רדיו (RF) או בתדר ביניים (IF), והשהיית הזמן המוכנסת בדרך זו פועלת היטב על פני טווח תדרים רחב. עם זאת, רוחב הפס של המערך הסרוק בזמן מוגבל על ידי רוחב הפס של הדיפולים והמרווח החשמלי בין הדיפולים. כאשר תדר ההפעלה עולה, המרווח החשמלי בין הדיפולים גדל, וכתוצאה מכך מידה מסוימת של צמצום רוחב האלומה בתדרים גבוהים. כאשר התדירות תגדל עוד יותר, זה יוביל בסופו של דבר לאונות סוררות. במערך מדורג, אונות סורג יתרחשו כאשר כיוון יצירת האלומה חורג מהערך המרבי של האלומה הראשית. תופעה זו גורמת לשגיאות בהתפלגות האלומה הראשית. לכן, על מנת למנוע אונות סוררות, על דיפולי האנטנה להיות בעלי מרווח מתאים.
משקולות
וקטור המשקל הוא וקטור מורכב שמרכיב המשרעת שלו קובע את רמת תנובת הצד ואת רוחב האלומה הראשית, בעוד שרכיב הפאזה קובע את זווית האלומה הראשית ומיקום האפס. משקלי הפאזה עבור מערכי פס צר מיושמים על ידי מחליפים פאזה.
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10.75-14.5GHz)
עיצוב יצירת אלומה
אנטנות שיכולות להתאים את עצמן לסביבת ה-RF על ידי שינוי דפוס הקרינה שלהן נקראות אנטנות מערך פאזיות אקטיביות. עיצובים ליצירת אלומה יכולים לכלול מערכי אנטנות של Butler, Blass Matrix ו-Wullenweber.
באטלר מטריקס
ה-Butler Matrix משלב גשר של 90° עם מחליף פאזה כדי להשיג מגזר כיסוי רחב כמו 360° אם עיצוב המתנד ודפוס הכיוון מתאימים. ניתן להשתמש בכל אלומה על ידי משדר או מקלט ייעודי, או על ידי משדר או מקלט בודד הנשלט על ידי מתג RF. בדרך זו, ניתן להשתמש ב-Butler Matrix כדי לכוון את האלומה של מערך מעגלי.
בראס מטריקס
מטריצת Burras משתמשת בקווי תמסורת ובמצמדי כיוונים כדי ליישם יצירת אלומת עיכוב זמן עבור פעולת פס רחב. ניתן לעצב את מטריצת ה-Burras כמעצבת אלומת צד רחבה, אך עקב השימוש בסיומת התנגדות, יש לה הפסדים גבוהים יותר.
מערך אנטנות Woollenweber
מערך האנטנות של Woollenweber הוא מערך מעגלי המשמש ליישומי מציאת כיוון ברצועת התדר הגבוה (HF). סוג זה של מערך אנטנות יכול להשתמש באלמנטים כל-כיווניים או ברכיבים כיווניים, ומספר האלמנטים הוא בדרך כלל 30 עד 100, מתוכם שליש מוקדש ליצירת אלומות כיווניות ברציפות. כל אלמנט מחובר להתקן רדיו שיכול לשלוט בשקלול המשרעת של תבנית מערך האנטנות באמצעות גוניומטר שיכול לסרוק 360° כמעט ללא שינוי במאפייני תבנית האנטנה. בנוסף, מערך האנטנות יוצר אלומה המקרינה החוצה ממערך האנטנות באמצעות עיכוב זמן, ובכך משיג פעולת פס רחב.
למידע נוסף על אנטנות, בקר בכתובת:
זמן פרסום: יוני-07-2024
