Talian Hotline Perkhidmatan
Berita
Berita
Perbincangan mengenai Array Antena dan Susunan
2022-04-10
454
Abstrak:
Dalam kehidupan sebenar, terminal yang kami gunakan biasanya dilengkapi dengan antena tunggal atau antena MIMO, yang mempunyai keuntungan tinggi dan rasuk 3dB yang agak lebar dalam rajah arah sinaran antena tunggal. Dalam banyak permintaan komunikasi jarak jauh, antena arah yang kuat (cth antena stesen pangkalan) diperlukan untuk mengimbangi pengecilan ruang.
Antena Berarah
Dalam lajur Antena Xuege, antena pengayun omnidirectional (antena daripada penjanaan gelombang elektromagnet kepada pengayun simetri) diperkenalkan dahulu. Kelebihan antena jenis ini adalah untuk merealisasikan liputan yang komprehensif, tetapi keuntungannya tidak tinggi dan julat komunikasi adalah terhad. Selain itu, semasa penggunaan sebenar, antena omnidirectional memerlukan kawasan pelepasan yang lebih besar.
Katakan dalam persekitaran gelap yang tidak kelihatan, lampu suluh mempunyai kuasa 3 W dan sangat terang walaupun domain terang yang sangat kecil, pancaran dalam gelap. Kuasa mentol biasa ialah 60 W dan domain terang 360° sangat luas, tetapi kecerahannya agak lemah. Walaupun kuasa mentol adalah 20 kali ganda daripada lampu suluh, untuk menerangi item tidak tentu tertentu dalam garis penglihatan, lampu suluh tidak dapat dielakkan digunakan untuk mentol, walaupun domain terang yang tidak kelihatan. Kedua-duanya mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Lampu suluh adalah serupa dengan antena arah dan mentol serupa dengan antena omnidirectional.
Secara perbandingan, antena berarah, yang mempunyai sinaran yang lebih terpusat tenaga dan keuntungan yang lebih tinggi daripada antena omnidirectional, adalah lebih sesuai untuk komunikasi titik ke titik jarak jauh. Antena api akhir arah dalam rajah arah - antena yagi akan dibentuk selepas meningkatkan pemantul pasif dan menyusun secara selari lapan pengarah pasif, yang boleh didapati secara meluas dalam HF, Jenama gelombang VHF dan UHF.
Seperti yang ditunjukkan oleh rajah di bawah, gambarajah arah muka H bagi pengayun separuh gelombang teruja ialah bulatan, yang menandakan tenaga sinaran boleh merealisasikan liputan 360° dalam satah mendatar dan bukan arah. Tetapi selepas meletakkan satu atau beberapa pengayun pasif tambahan bersebelahan, rajah arah dalam muka H akan berarah.
Secara amnya, semakin ramai bilangan pengarah, semakin kukuh arahnya; tetapi ia bukan hubungan linear, kerana arus teraruh pada pelbagai pengarah akhir secara beransur-ansur lemah.
Selain antena yagi, antena arah konvensional juga termasuk antena parabola, antena Vivaldi dan antena tampalan jalur mikro dengan lantai (Perbandingan simulasi HFSS dan CST antena tampalan dan analisis modul ciri dan aplikasi antena tampalan).
Mengapa antena tatasusunan digunakan?
The sistem antena yang disusun dan dibentuk oleh banyak antena tunggal yang serupa (cth antena simetri) mengikut undang-undang yang pasti juga dipanggil tatasusunan antena. Unit bebas yang biasa dikenali tatasusunan antena hendaklah dipanggil elemen tatasusunan atau unit antena. Ia akan menjadi tatasusunan linear atau tatasusunan planar.
Arah arah dan kecekapan apertur disebut dalam artikel Perbincangan Antena Kaliber Planar. Untuk memenuhi permintaan sistem yang semakin ketat seperti komunikasi, radar, navigasi, pendaratan gelombang mikro, gangguan dan anti-perhutanan, adalah perlu untuk menyusun unit antena untuk menambah baik butiran antena, apabila “semua orang menambah bahan api, api meningkat tinggi”.
Seterusnya, mari kita lihat mengapa keuntungan boleh dipertingkatkan selepas tatasusunan antena (mengambil tatasusunan linear seragam sebagai contoh):
Seperti yang ditunjukkan oleh rajah di atas, setiap antena dianggap sebagai sumber titik selepas mengabaikan saiz dan bentuk antena dan faktor gandingan antara unit. Memandangkan zon jauh boleh dilihat secara anggaran bahawa sinar dari pelbagai unit antena ke titik yang ditetapkan adalah selari, perbezaan laluan gelombang antara nth unit dan 1st unit ialah:
Arus pengujaan unit antena pertama dalam rajah ialah perbezaan fasa pengujaan dua unit bersebelahan, dan medan sinaran zon jauh nth unit (bentuk sewenang-wenangnya) boleh ditulis di bawah:
Jumlah medan boleh direkodkan di bawah:
Katakan faktor tatasusunan ialah:
Ia boleh dipermudahkan kepada:
Put ke hadapan dan menormalkan faktor sepunya, dan faktor ternormal akan diperoleh:
Apabila jumlah kuasa sinaran adalah sama, nisbah ketumpatan kuasa pada arah maksimum lobus utama dan purata ketumpatan kuasa seluruh ruang ditakrifkan sebagai faktor directivity. Mengabaikan kehilangan antena, faktor directivity boleh dianggap sebagai keuntungan sebenar antena. Begitu juga, formula akan menjadi seperti berikut jika hanya tatasusunan linear seragam dipertimbangkan.
Berkenaan dengan tatasusunan pukulan sisi, persamaan berikut akan diwujudkan apabila bilangan unit N adalah agak besar:
In kes membawa ke dalam operasi kamiran, operasi selanjutnya boleh direalisasikan dengan menggantikan had atas dan bawah kamiran.
Oleh itu, untuk tatasusunan linear seragam dengan amplitud seragam dan fasa yang sama, keuntungan terbesar boleh dinyatakan di bawah:
Ia menyusun panjang di sini. Ini menunjukkan apabila jarak unit ditetapkan, bilangan unit dan keuntungan menunjukkan hubungan linear secara teori. Sementara itu, formula menandakan apabila saiz tatasusunan ditetapkan, ia tidak semestinya berguna untuk meningkatkan keuntungan tatasusunan apabila meningkatkan unit antena secara membuta tuli. Oleh itu tatasusunan jarang diperolehi. Tatasusunan jarang boleh mengurangkan unit antena ke tahap tertentu untuk mengurangkan kos kejuruteraan, dan selain itu, ia lebih bebas dalam menyusun elemen tatasusunan. Ayah, yang, tambahan pula, boleh mendapatkan prestasi antena yang lebih cemerlang.
Katakan rajah di bawah ialah tatasusunan linear antena tampalan, jumlah panjang tatasusunan tetap ialah: bilangan unit * jarak unit = 100 mm. Sejak Terjemah yang beroperasi dalam pemodelan CST menyokong pemodelan semua pembolehubah, dimensi arah paksi-y bagi unit antena boleh diperbaiki sebagai 12.5 mm dan arah pada paksi-x ditetapkan sebagai 100 mm/unit. Tetapkan bilangan unit sebagai pembolehubah untuk rujukan, dan perubahan keuntungan sebenar yang sepadan bagi bilangan unit yang berbeza akan disimulasikan sekiranya tatasusunan seragam di bawah jumlah panjang tatasusunan tetap.
Rajah di bawah menunjukkan keadaan bilangan unit yang berbeza: Pekali pantulan pelabuhan Unit 1. 17GHz S11 pada dasarnya adalah pada -15dB atau lebih, dan padanan port adalah sangat baik.
Di bawah dimensi 12.5 mm×100 mm, keuntungan maksimum sepadan 17GHz adalah seperti berikut apabila kecekapan apertur adalah 100%.
Di bawah menunjukkan arah tuju 17GHz di bawah pengujaan fasa yang sama bagi semua unit dengan membandingkan dengan bilangan unit yang berbeza.
Mengikut keputusan di atas, jika bilangan unit terlalu jarang, arah akan diturunkan dan pertama sepasang kelopak akan agak tinggi. Bilangan unit (8 dan 10) mempunyai hala tuju yang konsisten. Yang pertama mempunyai jarak unit yang besar dan pengasingan antara unit adalah lebih berfaedah.
In am, berdasarkan penentuan saiz tatasusunan, unit antena yang meningkat secara membabi buta tidak selalu dapat meningkatkan keuntungan antena; sebaliknya, ia boleh mengakibatkan kemerosotan pengasingan di kalangan unit antena, yang seterusnya mengurangkan keuntungan antena. Jarak unit dan bilangan unit hendaklah ditentukan mengikut julat sudut pengimbasan rasuk, pengasingan unit dan keperluan khusus (cth bajet kos sebenar).
Di atas adalah kandungan untuk dikongsikan kepada semua. Semoga dapat membantu anda ~~
Artikel adalah daripada rangkaian untuk cetakan semula sahaja. Pendapat, pendirian dan teknologi artikel ini tidak relevan dengan laman web ini. Jika ada pelanggaran, hlmpajakan sila hubungi kami untuk memadamkannya!
Cadangan Berkaitan
