Beranda Berita Tren Industri Pembahasan Antena Array dan Susunannya

Pembahasan Antena Array dan Susunannya

2022-04-10 455

Abstrak:

Dalam kehidupan nyata, terminal yang kita gunakan umumnya dilengkapi dengan antena tunggal atau antena MIMO, yang mempunyai gain tinggi dan pancaran relatif lebar 3dB dalam diagram arah radiasi antena tunggal. Dalam banyak tuntutan komunikasi jarak jauh, antena pengarah yang kuat (misalnya antena stasiun pangkalan) diperlukan untuk mengatasi pelemahan ruang.

0 1

Antena terarah

Di kolom Antena Xuege, antena osilator omnidireksional (antena dari pembangkitan gelombang elektromagnetik ke osilator simetris) diperkenalkan terlebih dahulu. Keuntungan antena jenis ini adalah jangkauannya yang luas, tetapi perolehannya tidak tinggi dan jangkauan komunikasinya terbatas. Selain itu, selama penggunaan sebenarnya, antena omnidireksional membutuhkan area jarak yang lebih besar.

Misalkan di lingkungan gelap yang tidak terlihat, senter mempunyai kekuatan 3 W dan sangat terang meskipun domain terangnya sangat kecil, seberkas sinar dalam gelap. Daya bohlam biasa adalah 60 W dan domain terang 360° sangat luas, namun kecerahannya relatif lemah. Meskipun kekuatan bohlam 20 kali lipat dari senter, untuk menerangi objek tertentu yang tidak terbatas dalam garis pandang, senter pasti dapat diterapkan pada bohlam, meskipun domain terangnya tidak terlihat. Keduanya mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Senter mirip dengan antena terarah, dan bohlam mirip dengan antena segala arah.

Secara komparatif, antena terarah, yang memiliki radiasi lebih terpusat energi Dan keuntungan yang lebih tinggi daripada antena omnidireksional, lebih cocok untuk komunikasi point-to-point jarak jauh. Antena ujung api terarah dalam diagram arah - antena yagi akan dibentuk setelah meningkatkan reflektor pasif dan mengatur delapan pengarah pasif secara paralel, yang dapat ditemukan secara luas di HF, Merk gelombang VHF dan UHF.

Seperti terlihat pada gambar di bawah, diagram arah muka H osilator setengah gelombang tereksitasi berbentuk lingkaran, yang menandakan energi radiasi dapat mencapai cakupan 360° pada bidang horizontal dan tidak berarah. Namun setelah menempatkan satu atau beberapa osilator pasif tambahan secara berdampingan, diagram arah di muka H akan berarah.

Secara umum, semakin besar jumlah direktur, semakin kuat arahnya; tapi ini bukan hubungan linier, karena arus induksi pada berbagai direktur ujung secara bertahap melemah.

Selain antena yagi, antena arah konvensional juga mencakup antena parabola, antena Vivaldi, dan antena patch mikrostrip dengan lantai (Perbandingan simulasi HFSS dan CST antena patch dan analisis modul karakteristik serta penerapan antena patch).

0 2

Mengapa antena array digunakan?

The sistem antena yang disusun dan dibentuk oleh banyak antena tunggal yang identik (misalnya antena simetris) sesuai hukum tertentu disebut juga susunan antena. Unit independen yang biasa dikenal dengan susunan antena disebut elemen susunan atau unit antena. Ini akan menjadi array linier atau array planar.
Arah dan efisiensi bukaan disebutkan dalam artikel tersebut Pembahasan Antena Kaliber Planar. Untuk memenuhi tuntutan sistem yang semakin ketat seperti komunikasi, radar, navigasi, pendaratan gelombang mikro, gangguan dan anti-dfistorturbance, perlu untuk menyusun unit antena untuk meningkatkan butiran antena, untuk ketika “semua orang menambah bahan bakar, apinya membubung tinggi”.
Selanjutnya, mari kita pelajari mengapa penguatan dapat ditingkatkan setelah susunan antena (misalnya susunan linier seragam):

Seperti yang ditunjukkan oleh gambar di atas, setiap antena dianggap sebagai sumber titik setelah mengabaikan ukuran dan bentuk antena serta faktor kopling antar unit. Mengingat zona jauh dapat dilihat secara kasar bahwa sinar dari berbagai unit antena ke titik yang ditentukan adalah paralel, perbedaan jalur gelombang antara n^th satuan dan 1^st satuannya adalah:

Arus eksitasi unit antena pertama pada gambar adalah perbedaan fasa eksitasi dua unit yang berdekatan, dan medan radiasi zona jauh dari n^th satuan (bentuk sembarang) dapat dituliskan dibawah ini:

Total bidang dapat dicatat di bawah ini:

Misalkan faktor array adalah:

Ini dapat disederhanakan menjadi:

Put meneruskan dan menormalkan faktor persekutuan, dan faktor normalisasi akan diperoleh:

Jika daya pancaran total sama, rasio rapat daya pada arah maksimum lobus utama dan rapat daya rata-rata seluruh ruangan didefinisikan sebagai faktor pengarahan. Dengan mengabaikan kehilangan antena, faktor directivity dapat dianggap sebagai perolehan antena yang sebenarnya. Demikian pula, rumusnya akan menjadi sebagai berikut jika hanya mempertimbangkan array linier seragam.

Sehubungan dengan susunan tembakan samping, persamaan berikut akan dibuat ketika jumlah unit N relatif besar:

IDalam hal melakukan operasi integral, operasi selanjutnya dapat dilakukan dengan mensubstitusi batas atas dan batas bawah integral.

Oleh karena itu, untuk array linier seragam dengan amplitudo seragam dan fase yang sama, penguatan terbesar dapat dinyatakan di bawah ini:

Ini adalah panjang susunan di sini. Hal ini menunjukkan ketika jarak unit ditetapkan, jumlah unit dan penguatan menunjukkan hubungan linier secara teoritis. Sementara itu, rumusnya menunjukkan bahwa ketika ukuran susunan tetap, hal ini belum tentu berguna untuk meningkatkan perolehan susunan ketika meningkatkan unit antena secara membabi buta. Dengan demikian array renggang diturunkan. Susunan renggang dapat mengurangi unit antena sampai tingkat tertentu untuk menurunkan biaya teknik, dan selain itu, lebih bebas dalam mengatur elemen susunan. Ayah, yang selanjutnya bisa mendapatkan kinerja antena yang lebih baik.

Misalkan gambar di bawah ini adalah susunan linier dari antena patch, total panjang susunan tetap adalah: jumlah unit * jarak satuan = 100 mm. Sejak Terjemahan yang beroperasi dalam pemodelan CST mendukung pemodelan semua variabel, dimensi arah sumbu y unit antena dapat diperbaiki sebagai 12.5 mm dan arah pada sumbu x diatur sebagai 100mm/satuan. Tetapkan jumlah unit sebagai variabel referensi, dan perubahan penguatan aktual yang sesuai dari jumlah unit yang berbeda akan disimulasikan dalam kasus susunan seragam di bawah total panjang susunan tetap.

Gambar di bawah menunjukkan keadaan jumlah unit yang berbeda: Koefisien refleksi pelabuhan Unit 1. 17GHz S11 pada dasarnya adalah di -15dB atau lebih, dan pencocokan port sangat baik.

Di bawah dimensi 12.5 mm×100 mm, penguatan maksimum yang sesuai sebesar 17GHz adalah sebagai berikut efisiensi bukaan adalah 100%.

Di bawah ini menunjukkan arah 17GHz di bawah eksitasi fase yang sama dari semua unit dengan membandingkan dengan jumlah unit yang berbeda.

Berdasarkan hasil di atas, jika jumlah unit terlalu sedikit, arah akan diturunkan dan pertama sepasang kelopak akan relatif tinggi. Jumlah unit (8 dan 10) pada dasarnya memiliki arah yang konsisten. Yang pertama memiliki jarak unit yang besar dan isolasi antar unit lebih menguntungkan.

In secara umum, berdasarkan penentuan ukuran susunan, peningkatan unit antena secara membabi buta tidak selalu dapat meningkatkan penguatan antena; sebaliknya, hal ini dapat mengakibatkan penurunan isolasi antar unit antena, yang selanjutnya menurunkan penguatan antena. Jarak unit dan jumlah unit harus ditentukan berdasarkan rentang sudut pemindaian sinar, isolasi unit, dan persyaratan spesifik (misalnya anggaran biaya aktual).

Di atas adalah konten yang ingin dibagikan kepada semua orang. Semoga dapat membantu Anda~~

Artikel ini berasal dari jaringan untuk dicetak ulang saja. Pendapat, pendirian, dan teknologi artikel ini tidak relevan dengan situs ini. Jika ada pelanggaran, halsewa jangan ragu menghubungi kami untuk menghapusnya!

Sebelumnya

Komisi Pembangunan dan Reformasi Nasional: negara saya pada dasarnya telah membentuk sistem industri navigasi satelit Beidou dengan skala industri lebih dari 400 miliar yuan.

Berikutnya

Masa Lalu, Sekarang, Masa Depan Shenzhen Hua Qiang Bei