Di bidangantena array, beamforming, juga dikenal sebagai spatial filtering, adalah teknik pemrosesan sinyal yang digunakan untuk mengirim dan menerima gelombang radio nirkabel atau gelombang suara secara terarah. Beamforming umumnya digunakan dalam sistem radar dan sonar, komunikasi nirkabel, akustik, dan peralatan biomedis. Biasanya, beamforming dan beam scanning dicapai dengan mengatur hubungan fase antara umpan dan setiap elemen susunan antena sehingga semua elemen mengirim atau menerima sinyal dalam fase pada arah tertentu. Selama transmisi, beamformer mengontrol fase dan amplitudo relatif dari setiap sinyal pemancar untuk membuat pola interferensi konstruktif dan destruktif pada muka gelombang. Selama penerimaan, konfigurasi susunan sensor memprioritaskan penerimaan pola radiasi yang diinginkan.
Teknologi Pembentukan Sinar
Beamforming adalah teknik yang digunakan untuk mengarahkan pola radiasi sinar ke arah yang diinginkan dengan respons yang tetap. Beamforming dan pemindaian sinar dari suatuantenasusunan dapat dicapai melalui sistem pergeseran fasa atau sistem penundaan waktu.
Pergeseran Fase
Dalam sistem pita sempit, penundaan waktu juga disebut pergeseran fasa. Pada frekuensi radio (RF) atau frekuensi menengah (IF), pembentukan berkas dapat dicapai dengan pergeseran fase menggunakan pemindah fase ferit. Pada pita dasar, pergeseran fase dapat dicapai dengan pemrosesan sinyal digital. Dalam operasi pita lebar, pembentukan berkas dengan penundaan waktu lebih disukai karena kebutuhan untuk membuat arah berkas utama invarian terhadap frekuensi.
Nomor RM-PA17731
RM-PA10145-30 (10-14,5 GHz)
Jeda waktu
Penundaan waktu dapat diperkenalkan dengan mengubah panjang saluran transmisi. Seperti halnya pergeseran fase, penundaan waktu dapat diperkenalkan pada frekuensi radio (RF) atau frekuensi menengah (IF), dan penundaan waktu yang diperkenalkan dengan cara ini bekerja dengan baik pada rentang frekuensi yang luas. Namun, lebar pita dari susunan yang dipindai waktu dibatasi oleh lebar pita dipol dan jarak listrik antara dipol. Ketika frekuensi operasi meningkat, jarak listrik antara dipol meningkat, yang mengakibatkan tingkat penyempitan tertentu dari lebar berkas pada frekuensi tinggi. Ketika frekuensi meningkat lebih jauh, pada akhirnya akan menyebabkan lobus kisi. Dalam susunan bertahap, lobus kisi akan terjadi ketika arah pembentukan berkas melebihi nilai maksimum berkas utama. Fenomena ini menyebabkan kesalahan dalam distribusi berkas utama. Oleh karena itu, untuk menghindari lobus kisi, dipol antena harus memiliki jarak yang sesuai.
Berat
Vektor bobot adalah vektor kompleks yang komponen amplitudonya menentukan level lobus samping dan lebar berkas utama, sedangkan komponen fase menentukan sudut berkas utama dan posisi nol. Bobot fase untuk susunan pita sempit diterapkan oleh penggeser fase.
RM-PA7087-43 (71-86GHz)
RM-PA1075145-32 (10,75-14,5GHz)
Desain Pembentukan Sinar
Antena yang dapat beradaptasi dengan lingkungan RF dengan mengubah pola radiasinya disebut antena array fase aktif. Desain beamforming dapat mencakup array antena matriks Butler, matriks Blass, dan Wullenweber.
Matriks Butler
Matriks Butler menggabungkan jembatan 90° dengan pemindah fase untuk mencapai sektor cakupan selebar 360° jika desain osilator dan pola direktivitas sesuai. Setiap berkas dapat digunakan oleh pemancar atau penerima khusus, atau oleh pemancar atau penerima tunggal yang dikendalikan oleh sakelar RF. Dengan cara ini, Matriks Butler dapat digunakan untuk mengarahkan berkas array melingkar.
Matriks Brahs
Matriks Burras menggunakan saluran transmisi dan kopler arah untuk menerapkan pembentukan berkas dengan penundaan waktu untuk operasi pita lebar. Matriks Burras dapat dirancang sebagai pembentuk berkas sisi lebar, tetapi karena penggunaan terminasi resistif, ia memiliki kerugian yang lebih tinggi.
Susunan antena Woollenweber
Rangkaian antena Woollenweber merupakan rangkaian melingkar yang digunakan untuk aplikasi pencarian arah pada pita frekuensi tinggi (HF). Rangkaian antena jenis ini dapat menggunakan elemen omnidirectional atau directional, dan jumlah elemen umumnya 30 hingga 100, yang sepertiganya didedikasikan untuk membentuk berkas yang sangat terarah secara berurutan. Setiap elemen dihubungkan ke perangkat radio yang dapat mengontrol pembobotan amplitudo pola rangkaian antena melalui goniometer yang dapat memindai 360° dengan hampir tidak ada perubahan pada karakteristik pola antena. Selain itu, rangkaian antena membentuk berkas yang memancar keluar dari rangkaian antena melalui penundaan waktu, sehingga mencapai operasi pita lebar.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang antena, silakan kunjungi:
Waktu posting: 07-Jun-2024
