Service Hotline
Aktualności
Aktualności
Dyskusja na temat anteny macierzowej i układu
2022-04-10
454
Abstrakcyjny:
W rzeczywistości terminal, którego używamy, jest zwykle wyposażony w pojedynczą antenę lub antenę MIMO, które mają duże zyski i stosunkowo szeroką wiązkę 3dB na schemacie kierunku promieniowania pojedynczej anteny. W przypadku wielu zastosowań w zakresie komunikacji na duże odległości potrzebna jest mocna antena kierunkowa (np. antena stacji bazowej), aby zrekompensować tłumienie przestrzenne.
Antena kierunkowa
W kolumnie Xuege Antenna, antena oscylatorowa dookólna (antena z generacji fal elektromagnetycznych do oscylatora symetrycznego) jest wprowadzany jako pierwszy. Zaletą tego typu anteny jest zapewnienie pełnego zasięgu, ale zyski nie są wysokie, a zasięg komunikacji jest ograniczony. Poza tym, w praktyce, antena dookólna wymaga większej przestrzeni wolnej od zakłóceń.
Załóżmy, że w ciemnym, niewidzialnym otoczeniu latarka ma moc 3 W i jest bardzo jasna pomimo bardzo małej jasnej domeny, wiązki w ciemności. Moc zwykłej żarówki wynosi 60 W, a jasna domena 360° jest bardzo szeroka, ale jasność jest stosunkowo słaba. Chociaż moc żarówki jest 20 razy większa niż latarki, do oświetlenia pewnego nieokreślonego obiektu w polu widzenia, latarka jest nieuchronnie stosowana z żarówką, pomimo niewidocznej jasnej domeny. Oba te rozwiązania mają swoje zalety i wady. Latarka jest podobna do anteny kierunkowej, a żarówka do anteny dookólnej.
Porównywalnie mówiąc, antena kierunkowa, która ma bardziej scentralizowane promieniowanie energia i wyższe zyski niż antena dookólna, jest bardziej odpowiednia do dalekosiężnej komunikacji punkt-punkt. Antena kierunkowa typu end-fire na schemacie kierunkowym – antena Yagi – zostanie skonstruowana po zwiększeniu pasywnego reflektora i równoległym ustawieniu ośmiu pasywnych direktorów, które są powszechnie spotykane w paśmie HF., Marki fal VHF i UHF.
Jak pokazano na poniższym rysunku, diagram kierunkowy ściany H wzbudzonego oscylatora półfalowego jest kołem, co oznacza, że energia promieniowania może pokrywać 360° w płaszczyźnie poziomej i jest bezkierunkowa. Ale po umieszczeniu jednego lub kilku dodatkowych oscylatorów pasywnych obok siebie, diagram kierunkowy na ścianie H będzie kierunkowy.
Ogólnie rzecz biorąc, im większa liczba dyrektorów, tym silniejsza będzie kierunkowość; ale nie jest to zależność liniowa, ponieważ prąd indukowany na różnych końcach jest stopniowo osłabiany.
Oprócz anteny yagi do konwencjonalnych anten kierunkowych zalicza się również antenę paraboliczną, antenę Vivaldiego i antenę mikropaskową z podstawą (Porównanie symulacji HFSS i CST anteny patchowej oraz analiza modułu charakterystycznego i zastosowanie anteny patchowej).
Dlaczego stosuje się anteny tablicowe?
The System antenowy złożony z wielu identycznych, pojedynczych anten (np. anteny symetrycznej) zgodnie z określonym prawem nazywany jest również szykiem antenowym. Niezależne jednostki, powszechnie znane jako szyk antenowy, nazywane są elementami szyku lub jednostkami antenowymi. Będzie to szyk liniowy lub szyk planarny.
Kierunkowość i wydajność apertury są wspomniane w artykule Omówienie planarnej anteny kalibruAby sprostać coraz bardziej rygorystycznym wymaganiom systemów, takich jak komunikacja, radar, nawigacja, lądowanie mikrofalowe, zakłócenia i przeciwdziałanie zakłóceniom, konieczne jest ustawienie jednostek antenowych w celu poprawy jakości ziaren anten, na przykład gdy „wszyscy dolewają paliwa, płomienie wznoszą się wysoko”.
Następnie przyjrzyjmy się, dlaczego wzmocnienie można poprawić po zastosowaniu układu antenowego (na przykład jednorodnego układu liniowego):
Jak pokazano na powyższym rysunku, każda antena jest traktowana jako źródło punktowe po pominięciu rozmiaru i kształtu anteny oraz współczynnika sprzężenia między jednostkami. Biorąc pod uwagę, że w strefie dalekiej można w przybliżeniu stwierdzić, że promienie z różnych jednostek antenowych do wyznaczonego punktu są równoległe, różnica w drodze fali między nth jednostka i 1st jednostka to:
Prąd wzbudzenia pierwszej jednostki antenowej na rysunku to różnica faz wzbudzenia dwóch sąsiednich jednostek i pole promieniowania dalekiej strefy nth jednostkę (w dowolnej formie) można zapisać poniżej:
Pole całkowite można zapisać poniżej:
Załóżmy, że współczynnik tablicy wynosi:
Można to uprościć do:
Put Naprzód i znormalizuj wspólny czynnik, a otrzymasz znormalizowany współczynnik:
Gdy całkowita moc promieniowania jest taka sama, stosunek gęstości mocy na maksymalnym kierunku listka głównego i średniej gęstości mocy w całej przestrzeni definiuje się jako współczynnik kierunkowościPomijając straty anteny, współczynnik kierunkowości można uznać za rzeczywisty zysk anteny. Analogicznie, wzór będzie wyglądał następująco, jeśli weźmiemy pod uwagę tylko jednorodny układ liniowy.
W odniesieniu do układu strzałów bocznych, gdy liczba jednostek N jest stosunkowo duża, zostanie ustalone następujące równanie:
IW przypadku wprowadzenia operacji całkowania dalszą operację można zrealizować poprzez podstawienie górnej i dolnej granicy całkowania.
Dlatego dla jednolitego układu liniowego o jednakowej amplitudzie i tej samej fazie największe wzmocnienia można wyrazić poniżej:
W tym przypadku chodzi o długość szyku antenowego. Pokazuje to, że gdy odstęp między jednostkami jest stały, liczba jednostek i zyski wykazują teoretycznie zależność liniową. Tymczasem wzór oznacza, że gdy rozmiar szyku antenowego jest stały, niekoniecznie jest on użyteczny do poprawy zysków szyku antenowego przy bezmyślnym zwiększaniu liczby jednostek antenowych. W ten sposób wyprowadza się układ rzadki. Układ rzadki może w pewnym stopniu zredukować liczbę jednostek antenowych, obniżając koszty inżynieryjne, a ponadto zapewnia większą swobodę w rozmieszczaniu elementów szyku. Tata, co dodatkowo może zapewnić lepszą wydajność anten.
Załóżmy, że poniższy rysunek przedstawia liniową sieć anten typu patch. Stała całkowita długość sieci wynosi: Liczba jednostek * rozstaw jednostek = 100 mm. Od Translate działający w modelowaniu CST obsługuje modelowanie wszystkich zmiennych, wymiar kierunku osi Y jednostkę antenową można zamocować jako 12.5 mm, a kierunek na osi x jest ustawiony jako 100 mm/szt. Ustaw liczbę jednostek jako zmienną w celach informacyjnych, a odpowiadające im rzeczywiste zmiany wzmocnienia dla różnej liczby jednostek będą symulowane w przypadku równomiernego ułożenia przy ustalonej całkowitej długości ułożenia.
Rysunek poniżej przedstawia sytuację w przypadku różnej liczby jednostek: Współczynnik odbicia w porcie jednostki 1. 17 GHz S11 jest w zasadzie o godz -15 dB lub coś koło tego, a dopasowanie portów jest doskonałe.
Pod wymiarami 12.5 mm×100 mm, odpowiadające maksymalne wzmocnienie 17 GHz będzie następujące, gdy: wydajność apertury to 100%.
Poniżej przedstawiono kierunkowość 17 GHz przy wzbudzeniu tej samej fazy wszystkich jednostek, porównując z różną liczbą jednostek.
Zgodnie z powyższym wynikiem, jeśli liczba jednostek jest zbyt mała, kierunkowość zostanie obniżona i drugim para płatków będzie stosunkowo wysoka. Liczba jednostek (8 i 10) ma w zasadzie stałą kierunkowość. Ten pierwszy charakteryzuje się dużymi odstępami między jednostkami, a izolacja między jednostkami jest bardziej korzystna.
In Ogólnie rzecz biorąc, na podstawie określenia rozmiaru układu anten, bezmyślne zwiększanie jednostki antenowej nie zawsze poprawia zysk anteny; wręcz przeciwnie, może prowadzić do pogorszenia izolacji między jednostkami antenowymi, co dodatkowo obniża zysk anteny. Odstępy między jednostkami i ich liczbę należy określić na podstawie zakresu kąta skanowania wiązki, izolacji jednostek oraz konkretnych wymagań (np. rzeczywistego budżetu kosztów).
Powyżej znajdują się treści, które można udostępnić wszystkim. Mam nadzieję, że ci pomogę ~~
Artykuł pochodzi z sieci i przeznaczony jest wyłącznie do przedruku. Opinia, stanowisko i technologia zawarta w tym artykule nie mają znaczenia dla tej witryny. W przypadku jakichkolwiek naruszeń, sdzierżawa skontaktuj się z nami, aby go usunąć!
