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ADI:相控阵波束成形IC简化天线规划

文章转自ADI官网,版权归属原作者所有 摘要为提高性能,无线通信和雷达系统对天线架构的

文章转自ADI官网,版权归属原作者一切

摘要

为进步功能,无线通信和雷达体系对天线架构的需求不断增加。只要那些功耗低于传统机械操作碟形天线的天线才干完结许多新的运用。除了这些要求以外,还需求针对新的要挟或新的用户快速从头定位,传输多个数据流,并以超低的本钱,延伸作业寿数。有些运用需求抵消输入堵塞信号的效果,下降阻拦概率。正在席卷整个职业的相控天线规划为这些应战供给了处理办法。人们开端选用先进的半导体技能处理相控阵天线曩昔存在的缺陷,以终究减小这些处理方案的尺度、分量和功率。本文将扼要介绍现有的天线处理方案以及电控天线的优势地点。在此基础上,本文将介绍半导体技能的开展怎么协助完结改善电控天线SWaP-C这一方针,然后举例说明ADI技能怎么做到这一点。

简介

依托天线发送和接纳信号的无线电子体系现已运转了100多年。跟着精度、功率和更高档方针变得越来越重要,这些电子体系将持续改善和完善。在曩昔几年中,碟形天线已被广泛用于发射 (Tx) 和接纳 (Rx) 信号,其间方向性至关重要,而且经过多年的优化,许多这些体系都能以相对低的本钱杰出地运转。这些碟形天线具有一个用于旋转辐射方向的机械臂,它们确实存在一些缺陷,包含转向慢、物理尺度大、长时间可靠性差而且只要一个符合要求的辐射图或数据流。因此,工程师们已转向先进的相控阵天线技能来改善这些特性、增加新功能。相控阵天线选用电动转向机制,比较传统机械转向天线具有许多长处,例如高度低/体积小、更好的长时间可靠性、快速转向、多波束等。凭仗这些优势,相控阵现已被军事运用、卫星通信和包含车联网在内的5G电信等运用中得到广泛运用。

相控阵技能

相控阵天线是拼装在一起的天线元件的调集,其间,每个元件的辐射图均在结构上与相邻天线的辐射图组合构成称为主瓣的有用辐射图。主瓣在希望方位发射辐射能量,而依据规划,天线担任损坏性地搅扰无用方向上的信号,构成无效信号和旁瓣。天线阵列规划用于最大化主瓣辐射的能量,一起将旁瓣辐射的能量下降到可接受的水平。能够经过改动馈入每个天线元件的信号的相位来操作辐射方向。图1展现了怎么经过调整每个天线中信号的相位,将有用波束控制在线性阵列的方针方向上。成果,阵列中的每个天线都具有独立的相位和起伏设置,以构成希望的辐射图。由于没有机械运动部件,所以很简单了解相控阵中波束快速转向的特点。根据IC的半导体相位调整能够在几纳秒内完结,这样咱们就能够改动辐射图的方向,针对新的要挟或用户快速做出呼应。类似地,咱们能够从辐射波束变为有用零点以吸收搅扰物的信号,使该物体看起来不行见,隐形飞机便是如此。从头定位辐射图或改动为有用零点,这些改动简直能够当即完结,由于咱们能够运用根据IC的器材而非机械部件,以电气方法改动相位设置。相控阵天线比较机械天线的另一个优势是它能一起辐射多个波束,因此能够盯梢多个方针或办理多个数据流的用户数据。这是经过在基带频率下对多个数据流进行数字信号处理来完结的。

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