Dalam bidangantena susunan, beamforming, juga dikenal sebagai pemfilteran 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 fasa antara umpan dan setiap elemen susunan antena sehingga semua elemen mengirimkan atau menerima sinyal dalam fasa dalam arah tertentu.Selama transmisi, beamformer mengontrol fase dan amplitudo relatif dari setiap sinyal pemancar untuk menciptakan pola interferensi konstruktif dan destruktif pada muka gelombang.Selama penerimaan, konfigurasi susunan sensor memprioritaskan penerimaan pola radiasi yang diinginkan.
Teknologi beamforming
Beamforming adalah teknik yang digunakan untuk mengarahkan pola radiasi pancaran ke arah yang diinginkan dengan respon tetap.Beamforming dan beam scanning dari sebuahantenaarray dapat dicapai dengan sistem pergeseran fasa atau sistem penundaan waktu.
Pergeseran fasa
Dalam sistem pita sempit, waktu tunda disebut juga pergeseran fasa.Pada frekuensi radio (RF) atau frekuensi menengah (IF), beamforming dapat dicapai dengan pergeseran fasa dengan pemindah fasa ferit.Pada baseband, pergeseran fasa dapat dicapai dengan pemrosesan sinyal digital.Dalam pengoperasian pita lebar, pembentukan sinar tunda waktu lebih disukai karena kebutuhan untuk membuat arah sinar utama tidak berubah terhadap frekuensi.
RM-PA17731
RM-PA10145-30(10-14.5GHz)
Jeda waktu
Penundaan waktu dapat dilakukan dengan mengubah panjang saluran transmisi.Seperti halnya pergeseran fasa, waktu tunda dapat diterapkan pada frekuensi radio (RF) atau frekuensi menengah (IF), dan waktu tunda yang diterapkan dengan cara ini bekerja dengan baik pada rentang frekuensi yang luas.Namun, bandwidth array yang dipindai waktu dibatasi oleh bandwidth dipol dan jarak listrik antar dipol.Ketika frekuensi operasi meningkat, jarak listrik antara dipol meningkat, mengakibatkan penyempitan lebar berkas pada tingkat tertentu pada frekuensi tinggi.Ketika frekuensinya semakin meningkat, hal ini pada akhirnya akan menyebabkan lobus kisi.Dalam array bertahap, lobus kisi akan terjadi ketika arah pembentukan sinar melebihi nilai maksimum sinar utama.Fenomena ini menyebabkan kesalahan dalam pendistribusian sinar utama.Oleh karena itu, untuk menghindari lobus kisi, dipol antena harus memiliki jarak yang sesuai.
beban
Vektor bobot merupakan vektor kompleks yang komponen amplitudonya menentukan tingkat sidelobe dan lebar berkas utama, sedangkan komponen fasa menentukan sudut berkas utama dan posisi nol.Bobot fase untuk array pita sempit diterapkan oleh pengalih fase.
RM-PA7087-43(71-86GHz)
RM-PA1075145-32(10.75-14.5GHz)
Desain Pembentuk Sinar
Antena yang dapat beradaptasi dengan lingkungan RF dengan mengubah pola radiasinya disebut antena array bertahap aktif.Desain beamforming dapat mencakup matriks Butler, matriks Blass, dan susunan antena Wullenweber.
Matriks Butler
Matriks Butler menggabungkan jembatan 90° dengan pemindah fasa untuk mencapai sektor cakupan seluas 360° jika desain osilator dan pola pengarahannya sesuai.Setiap pancaran dapat digunakan oleh pemancar atau penerima khusus, atau oleh pemancar atau penerima tunggal yang dikendalikan oleh saklar RF.Dengan cara ini, Matriks Butler dapat digunakan untuk mengarahkan berkas array melingkar.
Matriks Brahs
Matriks Burras menggunakan saluran transmisi dan skrup arah untuk mengimplementasikan beamforming waktu tunda untuk operasi broadband.Matriks Burras dapat dirancang sebagai beamformer sisi lebar, namun karena penggunaan terminasi resistif, kerugiannya 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 omnidireksional atau terarah, dan jumlah elemen umumnya 30 hingga 100, yang sepertiganya didedikasikan untuk membentuk pancaran terarah tinggi secara berurutan.Setiap elemen dihubungkan ke perangkat radio yang dapat mengontrol bobot amplitudo pola susunan antena melalui goniometer yang dapat memindai 360° dengan hampir tidak ada perubahan karakteristik pola antena.Selain itu, susunan antena membentuk sinar yang memancar keluar dari susunan antena melalui waktu tunda, sehingga mencapai operasi broadband.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang antena, silakan kunjungi:
Waktu posting: 07 Juni 2024
