Горячая линия обслуживания
Новости
Новости
Обсуждение антенной решетки и ее устройства
2022-04-10
455
Абстрактные:
В реальной жизни терминал, который мы используем, обычно оснащен одиночной антенной или антенной MIMO, которая имеет высокий коэффициент усиления и относительно широкий луч 3 дБ в диаграмме направленности излучения одной антенны. Во многих случаях связи на большие расстояния необходима мощная направленная антенна (например, антенна базовой станции), чтобы компенсировать затухание в пространстве.
Направленная антенна
В столбце Xuege Antenna всенаправленная антенна генератора (антенна от генерации электромагнитных волн к симметричному генератору) вводится первым. Преимущество этого типа антенны заключается в обеспечении полного покрытия, но прирост невелик, а дальность связи ограничена. Кроме того, во время фактического использования всенаправленная антенна требует большей площади просвета.
Предположим, что в темной невидимой среде мощность фонарика равна 3. W и очень яркий, несмотря на очень небольшую яркую область, луч в темноте. Мощность обычной лампочки составляет 60 Вт, а область яркости на 360° очень широка, но яркость относительно слабая. Хотя мощность лампы в 20 раз превышает мощность фонарика, для освещения определенного неопределенного предмета на прямой видимости фонарик неизбежно применим к лампочке, несмотря на невидимую яркую область. Оба имеют свои преимущества и недостатки. Фонарик похож на направленную антенну, а лампочка — на всенаправленную антенну.
Сравнительно говоря, направленная антенна, имеющая более централизованное излучение. энергетика и более высокий коэффициент усиления, чем всенаправленная антенна, больше подходит для связи «точка-точка» на большие расстояния. Направленная торцевая антенна на диаграмме направленности - антенна Яги будет создана после увеличения пассивного рефлектора и параллельного расположения восьми пассивных директоров, которые можно широко встретить на ВЧ., Марки волн УКВ и УВЧ.
Как показано на рисунке ниже, диаграмма направленности H-грани возбужденного полуволнового генератора представляет собой круг, что означает, что энергия излучения может реализовывать охват на 360 ° в горизонтальной плоскости и является ненаправленной. Но после размещения рядом одного или нескольких дополнительных пассивных генераторов, диаграмма направленности в грани H будет направленной.
В целом, чем больше число директоров, тем сильнее будет направленность; но это не линейная зависимость, ибо наведенный ток на различных директорах конца постепенно ослабевает.
Помимо антенны Яги, традиционная направленная антенна также включает в себя параболическую антенну, антенну Вивальди и микрополосковую патч-антенну с полом (Сравнение моделирования HFSS и CST патч-антенны, анализ характеристического модуля и применение патч-антенны).
Почему используется антенная решетка?
The антенная система, расположенная и состоящая из множества одинаковых одиночных антенн (например, симметричной антенны) по определенному закону, называется также антенной решеткой. Независимые элементы общеизвестной антенной решетки называются элементами решетки или антенными блоками. Это будет линейный массив или планарный массив.
Направленность и эффективность диафрагмы упоминаются в статье Обсуждение антенны плоского калибра. Чтобы удовлетворить все более строгие требования таких систем, как связь, радар, навигация, микроволновая посадка, помехи и защита от помех, необходимо расположить антенные блоки для улучшения зерна антенны, когда «все подливают масла, пламя поднимается высоко».
Далее давайте разберемся, почему можно улучшить усиление после установки антенной решетки (например, используя однородную линейную решетку):
Как показано на рисунке выше, каждая антенна рассматривается как точечный источник без учета размера и формы антенны, а также коэффициента связи между устройствами. Учитывая, что в дальней зоне можно приблизительно увидеть, что лучи от различных антенных блоков до заданной точки параллельны, разность хода волн между nth единица и 1st единица:
Ток возбуждения первого антенного блока на рисунке представляет собой разность фаз возбуждения двух соседних блоков и поле излучения дальней зоны nth единицу измерения (произвольную форму) можно записать ниже:
Итоговое поле можно записать ниже:
Предположим, что коэффициент массива:
Его можно упростить до:
Put вперед и нормализуем общий коэффициент, и будет получен нормированный коэффициент:
Когда общая мощность излучения одинакова, соотношение плотности мощности в максимальном направлении главного лепестка и средней плотности мощности всего пространства определяется как коэффициент направленности. Пренебрегая потерями антенны, коэффициент направленности можно рассматривать как фактический коэффициент усиления антенны. Аналогично, формула будет следующей, если рассматривать только однородный линейный массив.
Что касается массива боковых выстрелов, следующее уравнение будет получено, когда количество блоков N относительно велико:
IВ случае ввода в интегральную операцию дальнейшая работа может быть реализована заменой верхнего и нижнего пределов интеграла.
Следовательно, для однородной линейной решетки с одинаковой амплитудой и одинаковой фазой наибольший выигрыш можно выразить ниже:
Здесь речь идет о длине массива. Это показывает, что когда расстояние между единицами фиксировано, количество единиц и прирост теоретически имеют линейную зависимость. Между тем, формула означает, что когда размер решетки фиксирован, она не обязательно полезна для улучшения коэффициента усиления решетки при слепом увеличении количества антенных блоков. Таким образом получается разреженный массив. Разреженная решетка позволяет в определенной степени уменьшить количество антенных блоков, что снижает затраты на проектирование, а также обеспечивает большую свободу в расположении элементов решетки. Папа, который к тому же мог бы получить более отличную работу антенн.
Предположим, что на рисунке ниже изображена линейная решетка патч-антенны, фиксированная общая длина решетки равна: количество единиц * расстояние между единицами = 100 мм. С Операция Translate в моделировании CST поддерживает моделирование всех переменных, измерение направления оси Y. Антенный блок можно закрепить как 12.5 мм, а направление по оси X установлено как 100 мм/ед.. Установите количество блоков в качестве переменной для справки, и соответствующие фактические изменения коэффициента усиления для различного количества блоков будут моделироваться в случае равномерного формирования массива при фиксированной общей длине массива.
На рисунке ниже показаны условия использования различного количества блоков: Коэффициент отражения порта для блока 1. 17 ГГц S11 в основном находится на -15 дБ или около того, согласование портов превосходное.
Под габариты 12.5 мм×100 мм, соответствующий максимальный коэффициент усиления 17 ГГц будет следующим: эффективность диафрагмы это 100%.
Ниже показано направление 17 ГГц при одинаковом фазовом возбуждении всех блоков путем сравнения с разным количеством блоков.
Согласно приведенному выше результату, если количество единиц слишком мало, направленность будет снижена и первый пара лепестков будет относительно высокой. Числа единиц (8 и 10) имеют в основном последовательную направленность. В первом случае расстояние между модулями большое, и изоляция между подразделениями более выгодна.
In в целом, на основе определения размера решетки, слепое увеличение антенного блока не всегда может улучшить усиление антенны; наоборот, это может привести к ухудшению изоляции между антенными блоками, что, кроме того, снижает коэффициент усиления антенны. Расстояние между блоками и количество блоков следует определять в соответствии с диапазоном углов сканирования луча, изоляцией блока и конкретными требованиями (например, фактическим бюджетом затрат).
Выше представлен контент, которым можно поделиться со всеми. Надеюсь помочь вам ~~
Статья взята из сети только для перепечатки. Мнение, позиция и технология этой статьи не имеют отношения к этому сайту. В случае каких-либо нарушений, п.аренда не стесняйтесь связаться с нами, чтобы удалить его!
Рекомендации
