Dalam bidangantena tatasusunan, beamforming, juga dikenali sebagai penapisan spatial, ialah teknik pemprosesan isyarat yang digunakan untuk menghantar dan menerima gelombang radio wayarles atau gelombang bunyi secara berarah.Pembentukan pancaran biasanya digunakan dalam sistem radar dan sonar, komunikasi tanpa wayar, akustik dan peralatan bioperubatan.Biasanya, pembentukan rasuk dan imbasan rasuk dicapai dengan menetapkan hubungan fasa antara suapan dan setiap elemen tatasusunan antena supaya semua elemen menghantar atau menerima isyarat dalam fasa dalam arah tertentu.Semasa penghantaran, beamformer mengawal fasa dan amplitud relatif bagi setiap isyarat pemancar untuk mencipta corak gangguan yang membina dan merosakkan pada muka gelombang.Semasa penerimaan, konfigurasi tatasusunan sensor mengutamakan penerimaan corak sinaran yang dikehendaki.
Teknologi Beamforming
Pembentukan rasuk ialah teknik yang digunakan untuk mengarahkan corak sinaran rasuk ke arah yang dikehendaki dengan tindak balas tetap.Pembentukan rasuk dan imbasan rasuk anantenatatasusunan boleh dicapai dengan sistem anjakan fasa atau sistem kelewatan masa.
Anjakan Fasa
Dalam sistem jalur sempit, kelewatan masa juga dipanggil anjakan fasa.Pada frekuensi radio (RF) atau frekuensi perantaraan (IF), pembentukan pancaran boleh dicapai dengan peralihan fasa dengan peralihan fasa ferit.Pada jalur asas, peralihan fasa boleh dicapai dengan pemprosesan isyarat digital.Dalam operasi jalur lebar, pembentukan rasuk kelewatan masa lebih disukai kerana keperluan untuk menjadikan arah rasuk utama tidak berubah dengan kekerapan.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14.5GHz)
Jeda masa
Kelewatan masa boleh diperkenalkan dengan menukar panjang talian penghantaran.Seperti anjakan fasa, kelewatan masa boleh diperkenalkan pada frekuensi radio (RF) atau frekuensi pertengahan (IF), dan kelewatan masa yang diperkenalkan dengan cara ini berfungsi dengan baik pada julat frekuensi yang luas.Walau bagaimanapun, lebar jalur tatasusunan masa diimbas dihadkan oleh lebar jalur dipol dan jarak elektrik antara dipol.Apabila kekerapan operasi meningkat, jarak elektrik antara dipol meningkat, mengakibatkan tahap tertentu penyempitan lebar rasuk pada frekuensi tinggi.Apabila kekerapan meningkat lagi, ia akhirnya akan membawa kepada lobus parut.Dalam tatasusunan berperingkat, lobus parut akan berlaku apabila arah pembentukan rasuk melebihi nilai maksimum rasuk utama.Fenomena ini menyebabkan ralat dalam pengagihan rasuk utama.Oleh itu, untuk mengelakkan lobus parut, dipol antena mesti mempunyai jarak yang sesuai.
Timbang
Vektor berat ialah vektor kompleks yang komponen amplitudnya menentukan aras sidelobe dan lebar rasuk utama, manakala komponen fasa menentukan sudut rasuk utama dan kedudukan nol.Pemberat fasa untuk tatasusunan jalur sempit digunakan oleh pengalih fasa.
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10.75-14.5GHz)
Reka Bentuk Beamforming
Antena yang boleh menyesuaikan diri dengan persekitaran RF dengan menukar corak sinarannya dipanggil antena tatasusunan berfasa aktif.Reka bentuk bentuk pancaran boleh termasuk matriks Butler, matriks Blass dan tatasusunan antena Wullenweber.
Matriks Butler
Matriks Butler menggabungkan jambatan 90° dengan pengalih fasa untuk mencapai sektor liputan selebar 360° jika reka bentuk pengayun dan corak kearah bersesuaian.Setiap rasuk boleh digunakan oleh pemancar atau penerima khusus, atau oleh satu pemancar atau penerima yang dikawal oleh suis RF.Dengan cara ini, Butler Matrix boleh digunakan untuk mengemudi rasuk tatasusunan bulat.
Matriks Brahs
Matriks Burras menggunakan talian penghantaran dan pengganding arah untuk melaksanakan pembentukan pancaran kelewatan masa untuk operasi jalur lebar.Matriks Burras boleh direka bentuk sebagai pembentuk rasuk sisi lebar, tetapi disebabkan penggunaan penamatan rintangan, ia mempunyai kerugian yang lebih tinggi.
Tatasusunan antena Woollenweber
Tatasusunan antena Woollenweber ialah tatasusunan bulat yang digunakan untuk aplikasi mencari arah dalam jalur frekuensi tinggi (HF).Tatasusunan antena jenis ini boleh menggunakan sama ada unsur omnidirectional atau directional, dan bilangan elemen secara amnya adalah 30 hingga 100, yang mana satu pertiga daripadanya dikhususkan untuk membentuk rasuk yang sangat berarah secara berurutan.Setiap elemen disambungkan kepada peranti radio yang boleh mengawal pemberat amplitud corak tatasusunan antena melalui goniometer yang boleh mengimbas 360° dengan hampir tiada perubahan dalam ciri corak antena.Di samping itu, tatasusunan antena membentuk rasuk yang memancar keluar dari tatasusunan antena melalui kelewatan masa, dengan itu mencapai operasi jalur lebar.
Untuk mengetahui lebih lanjut tentang antena, sila lawati:
Masa siaran: Jun-07-2024
