Di bidangantena susunanBeamforming, juga dikenal sebagai penyaringan spasial, 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 dilakukan dengan mengatur hubungan fase antara umpan dan setiap elemen susunan antena sehingga semua elemen mengirim atau menerima sinyal dalam fase yang sama pada arah tertentu. Selama transmisi, beamformer mengontrol fase dan amplitudo relatif sinyal setiap pemancar untuk menciptakan pola interferensi konstruktif dan destruktif pada muka gelombang. Selama penerimaan, konfigurasi susunan sensor memprioritaskan penerimaan pola radiasi yang diinginkan.
Teknologi Pembentukan Berkas
Beamforming adalah teknik yang digunakan untuk mengarahkan pola radiasi berkas ke arah yang diinginkan dengan respons tetap. Beamforming dan beam scanning dari sebuahantenaSusunan tersebut dapat dicapai dengan sistem pergeseran fasa atau sistem penundaan waktu.
Pergeseran Fase
Pada sistem pita sempit, penundaan waktu juga disebut pergeseran fase. Pada frekuensi radio (RFPada frekuensi menengah (IF), beamforming dapat dicapai dengan pergeseran fasa menggunakan penggeser fasa ferit. Pada baseband, pergeseran fasa dapat dicapai dengan pemrosesan sinyal digital. Pada operasi wideband, beamforming penundaan waktu lebih disukai karena kebutuhan untuk membuat arah berkas utama tidak berubah terhadap frekuensi.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14.5GHz)
Selisih waktu
Penundaan waktu dapat diperkenalkan dengan mengubah panjang saluran transmisi. Seperti halnya pergeseran fasa, 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, bandwidth dari susunan antena yang dipindai waktu dibatasi oleh bandwidth dipol dan jarak listrik antar dipol. Ketika frekuensi operasi meningkat, jarak listrik antar dipol meningkat, sehingga menyebabkan penyempitan lebar berkas pada frekuensi tinggi. Ketika frekuensi meningkat lebih lanjut, hal itu akhirnya akan menyebabkan lobus kisi. Dalam susunan antena 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 tingkat sidelobe dan lebar berkas utama, sedangkan komponen fasenya 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 Berkas
Antena yang dapat beradaptasi dengan lingkungan RF dengan mengubah pola radiasinya disebut antena susunan fasa aktif. Desain pembentukan berkas (beamforming) dapat mencakup matriks Butler, matriks Blass, dan susunan antena Wullenweber.
Matriks Butler
Matriks Butler menggabungkan jembatan 90° dengan penggeser fasa untuk mencapai sektor cakupan selebar 360° jika desain osilator dan pola pengarahan sesuai. Setiap berkas dapat digunakan oleh pemancar atau penerima khusus, atau oleh satu pemancar atau penerima yang dikendalikan oleh sakelar RF. Dengan cara ini, Matriks Butler dapat digunakan untuk mengarahkan berkas susunan melingkar.
Matriks Brahs
Matriks Burras menggunakan saluran transmisi dan coupler arah untuk mengimplementasikan beamforming penundaan waktu untuk operasi pita lebar. Matriks Burras dapat dirancang sebagai beamformer broadside, tetapi karena penggunaan terminasi resistif, ia memiliki kerugian yang lebih tinggi.
Susunan antena Woollenweber
Susunan antena Woollenweber adalah susunan melingkar yang digunakan untuk aplikasi pencarian arah pada pita frekuensi tinggi (HF). Jenis susunan antena ini dapat menggunakan elemen omnidirectional atau directional, dan jumlah elemennya umumnya 30 hingga 100, di mana sepertiganya didedikasikan untuk membentuk berkas yang sangat terarah secara berurutan. Setiap elemen terhubung ke perangkat radio yang dapat mengontrol pembobotan amplitudo pola susunan antena melalui goniometer yang dapat memindai 360° dengan hampir tanpa perubahan pada karakteristik pola antena. Selain itu, susunan antena membentuk berkas yang memancar keluar dari susunan antena melalui penundaan waktu, sehingga mencapai operasi pita lebar.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang antena, silakan kunjungi:
Waktu posting: 07 Juni 2024
