Alallaryhmäantennit, keilanmuodostus, joka tunnetaan myös nimellä spatiaalinen suodatus, on signaalinkäsittelytekniikka, jota käytetään langattomien radioaaltojen tai ääniaaltojen lähettämiseen ja vastaanottamiseen suunnatulla tavalla.Säteenmuodostusta käytetään yleisesti tutka- ja kaikuluotainjärjestelmissä, langattomassa viestinnässä, akustiikassa ja biolääketieteellisissä laitteissa.Tyypillisesti keilanmuodostus ja keilan pyyhkäisy suoritetaan asettamalla vaihesuhde syötteen ja antenniryhmän jokaisen elementin välillä siten, että kaikki elementit lähettävät tai vastaanottavat signaaleja samassa vaiheessa tiettyyn suuntaan.Lähetyksen aikana säteenmuodostin ohjaa kunkin lähettimen signaalin vaihetta ja suhteellista amplitudia luodakseen rakentavia ja tuhoavia häiriökuvioita aaltorintamalla.Vastaanoton aikana anturiryhmän konfiguraatio priorisoi halutun säteilykuvion vastaanoton.
Säteenmuodostustekniikka
Säteenmuodostus on tekniikka, jota käytetään ohjaamaan säteen säteilykuvio haluttuun suuntaan kiinteällä vasteella.Säteenmuodostus ja säteen skannaus anantennimatriisi voidaan saavuttaa vaihesiirtojärjestelmällä tai aikaviivejärjestelmällä.
Vaiheen siirto
Kapeakaistaisissa järjestelmissä aikaviivettä kutsutaan myös vaihesiirroksi.Radiotaajuudella (RF) tai välitaajuutta (IF), keilanmuodostus voidaan saada aikaan vaihesiirrolla ferriittisten vaiheensiirtimien avulla.Kantataajuudella vaiheensiirto voidaan saada aikaan digitaalisella signaalinkäsittelyllä.Laajakaistakäytössä aikaviivekeilanmuodostus on edullinen, koska pääkeilan suunnasta on tehtävä invariantti taajuuden suhteen.
RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Viive
Aikaviive voidaan ottaa käyttöön muuttamalla siirtojohdon pituutta.Kuten vaihesiirrossa, aikaviive voidaan ottaa käyttöön radiotaajuudella (RF) tai välitaajuudella (IF), ja tällä tavalla tuotettu aikaviive toimii hyvin laajalla taajuusalueella.Aikaskannatun ryhmän kaistanleveyttä rajoittavat kuitenkin dipolien kaistanleveys ja dipolien välinen sähköinen etäisyys.Kun toimintataajuus kasvaa, dipolien välinen sähköinen etäisyys kasvaa, mikä johtaa tietyssä määrin säteen leveyden kaventumiseen korkeilla taajuuksilla.Kun taajuus kasvaa edelleen, se johtaa lopulta hilalohkoihin.Vaiheistetussa ryhmässä hilakeiloja syntyy, kun säteen muodostussuunta ylittää pääsäteen maksimiarvon.Tämä ilmiö aiheuttaa virheitä kaukosäteen jakautumisessa.Siksi antennin dipoleissa on oltava sopiva välimatka, jotta vältetään hilakeiloja.
Painot
Painovektori on kompleksivektori, jonka amplitudikomponentti määrittää sivukeilan tason ja kaukokeilan leveyden, kun taas vaihekomponentti määrittää pääkeilan kulman ja nollapaikan.Kapeakaistaisten ryhmien vaihepainotuksia sovelletaan vaiheensiirtimillä.
RM-PA7087-43 (71-86 GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5 GHz)
Säteen muotoileva suunnittelu
Antenneja, jotka voivat mukautua RF-ympäristöön muuttamalla säteilykuviotaan, kutsutaan aktiivisiksi vaiheistetuiksi ryhmäantenneiksi.Säteenmuodostusmalleja voivat olla Butler-, Blass- ja Wullenweber-antenniryhmät.
Butler Matrix
Butler Matrix yhdistää 90°:n sillan vaiheensiirtimeen, jotta saavutetaan jopa 360°:n peittoalue, jos oskillaattorin rakenne ja suuntauskuvio ovat sopivat.Jokaista sädettä voi käyttää erillinen lähetin tai vastaanotin tai yksittäinen lähetin tai vastaanotin, jota ohjataan RF-kytkimellä.Tällä tavoin Butler-matriisia voidaan käyttää ohjaamaan ympyrämatriisin sädettä.
Brahs Matrix
Burras-matriisi käyttää siirtolinjoja ja suuntakytkimiä toteuttamaan aikaviivekeilanmuodostusta laajakaistatoiminnassa.Burras-matriisi voidaan suunnitella laajasivuiseksi keilanmuodostajaksi, mutta resistiivisten päätteiden käytön ansiosta sen häviöt ovat suuremmat.
Woollenweber antenniryhmä
Woollenweber-antenniryhmä on pyöreä ryhmä, jota käytetään suunnanhakusovelluksia korkeataajuuskaistalla (HF).Tämän tyyppisessä antenniryhmässä voidaan käyttää joko ympäri- tai suuntaelementtejä, ja elementtien lukumäärä on yleensä 30 - 100, joista kolmasosa on tarkoitettu erittäin suuntautuvien säteiden peräkkäiseen muodostamiseen.Jokainen elementti on kytketty radiolaitteeseen, joka voi ohjata antenniryhmäkuvion amplitudipainotusta goniometrin kautta, joka pystyy skannaamaan 360° ilman, että antennin kuvion ominaisuudet muutuvat lähes kokonaan.Lisäksi antenniryhmä muodostaa säteen, joka säteilee ulospäin antenniryhmästä aikaviiveen kautta, jolloin saavutetaan laajakaistatoiminta.
Lisätietoja antenneista on osoitteessa:
Postitusaika: 07.06.2024
