ஆண்டெனா ஆதாயம் மற்றும் பீம்ஃபார்மிங்

1. ஆண்டெனா ஆதாயம்

ஆண்டெனா ஆதாயம்ஆண்டெனா கதிர்வீச்சு வடிவத்தின் திசையை அளவிடுவதற்கான அளவுருவாகும். அதிக ஆதாய ஆண்டெனாக்கள் குறிப்பிட்ட திசைகளில் சிக்னல்களை வெளிப்படுத்தும். ஆன்டெனாவின் ஆதாயம் என்பது ஒரு செயலற்ற நிகழ்வாகும், இதில் ஆண்டெனாவால் சக்தி சேர்க்கப்படவில்லை, ஆனால் மற்ற ஐசோட்ரோபிக் ஆண்டெனாக்கள் வெளியிடுவதை விட ஒரு திசையில் அதிக கதிர்வீச்சு சக்தியை வழங்குவதற்காக வெறுமனே மறுபகிர்வு செய்யப்படுகிறது. ஆதாயம் dBi மற்றும் dBd இல் அளவிடப்படுகிறது:

1) dBi: குறிப்பு ஐசோட்ரோபிக் ஆண்டெனா ஆதாயம்;

2) dBd: இருமுனை ஆண்டெனாவின் ஆதாயத்தைக் குறிக்கிறது.

நடைமுறைப் பொறியியலில், ஐசோட்ரோபிக் ரேடியேட்டருக்குப் பதிலாக ஒரு அரை-அலை இருமுனையானது குறிப்புப் பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆதாயம் (இருமுனையில் dB) பின்னர் dBd இல் கொடுக்கப்படுகிறது. dBd மற்றும் dBi இடையே உள்ள தொடர்பு கீழே கொடுக்கப்பட்டுள்ளது:

dBi = dBd + 2.15

ஆண்டெனா வடிவமைப்பாளர்கள் ஆதாயத்தை நிர்ணயிக்கும் போது ஆண்டெனாவின் குறிப்பிட்ட பயன்பாட்டு பண்புகளை கருத்தில் கொள்ள வேண்டும்:

1) அதிக ஆதாய ஆண்டெனாக்கள் நீண்ட தூரம் மற்றும் சிறந்த சமிக்ஞை தரத்தின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் அவை ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் சீரமைக்கப்பட வேண்டும்;

2) குறைந்த ஆதாய ஆண்டெனாக்களின் வரம்பு சிறியது, ஆனால் ஆண்டெனாவின் திசை ஒப்பீட்டளவில் பெரியது.

2. பீம்ஃபார்மிங்

2.1 கொள்கை மற்றும் பயன்பாடு

பீம்ஃபார்மிங் (பீம்ஃபார்மிங் அல்லது ஸ்பேஷியல் ஃபில்டரிங் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது) என்பது ஒரு சிக்னல் செயலாக்க நுட்பமாகும், இது ஒரு திசை வழியில் சமிக்ஞைகளை அனுப்பவும் பெறவும் சென்சார் வரிசைகளைப் பயன்படுத்துகிறது. கட்ட வரிசையின் அடிப்படை கூறுகளின் அளவுருக்களை சரிசெய்வதன் மூலம், பீம்ஃபார்மிங் நுட்பம் சில கோணங்களின் சமிக்ஞைகளை கட்டத்தின் குறுக்கீட்டைப் பெறச் செய்கிறது, மேலும் பிற கோணங்களின் சமிக்ஞைகள் நீக்குதலின் குறுக்கீட்டைப் பெறுகின்றன. சிக்னலின் கடத்தும் முனை மற்றும் பெறும் முனை ஆகிய இரண்டிலும் பீம்ஃபார்மிங் பயன்படுத்தப்படலாம். எளிமையான புரிதல் உச்சத்திலிருந்து உச்சமாக, உச்சத்திலிருந்து தொட்டியாக இருக்கலாம், இது உச்சத்தின் ஆதாயத்தை உச்ச திசைக்கு அதிகரிக்கும்.

பீம்ஃபார்மிங் இப்போது 5G ஆண்டெனா வரிசைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆண்டெனாக்கள் செயலற்ற சாதனங்கள் மற்றும் 5G செயலில் உள்ள ஆண்டெனாக்கள் அதிக-ஆதாய பீம்ஃபார்மிங்கைக் குறிக்கின்றன. சாதாரண ஈக்விஃபேஸில் உள்ள இரண்டு புள்ளி மூலங்களின் ஆதாயம் 3dB ஆகும், மேலும் 5G இன் ஆண்டெனா போர்ட் 64 ஐ விட அதிகமாக உள்ளது, எனவே 5G டைரக்டிவிட்டியின் ஆதாயம் எவ்வளவு. பீம்ஃபார்மிங்கின் ஒரு சிறந்த அம்சம் என்னவென்றால், கட்டம் மாறும்போது பீம்ஃபார்மிங்கின் திசை மாறுகிறது, எனவே அதை தேவைக்கு ஏற்ப சரிசெய்யலாம்.

முதல் படத்தில் இருந்து பார்க்க முடிந்தால், பிரதான மடல் உருவாக்கப்படும் போது, ​​பல சிகரங்களை மிகைப்படுத்தப்பட்ட ஒரு கட்டம் மடலும் உருவாக்கப்படும். கட்டம் மடலின் வீச்சு பிரதான மடலின் வீச்சுக்கு சமமாக உள்ளது, இது ஆண்டெனா அமைப்புக்கு சாதகமற்ற பிரதான மடலின் ஆதாயத்தைக் குறைக்கும். எனவே கிராட்டிங் லோபை எவ்வாறு அகற்றுவது, உண்மையில், பீம்ஃபார்மிங் ---- கட்டத்தின் மூல காரணத்தை நாம் அறிவோம். இரண்டு ஃபீடர்களுக்கு இடையே உள்ள தூரம் ஒரு அலைநீளத்திற்கும் குறைவாகவும், மற்றும் ஃபீடர்கள் நிலையான வீச்சிலும் கட்டத்திலும் இருக்கும் வரை, கேட் லோப் தோன்றாது. பின்னர், ஊட்டிகள் வெவ்வேறு கட்டங்களில் இருக்கும் போது மற்றும் ஊட்ட தூரம் ஒரு அலைநீளத்திற்கு குறைவாகவும், அரை அலைநீளத்திற்கும் அதிகமாகவும் இருக்கும் போது, ​​ஒரு கேட் லோப் உருவாக்கப்படுகிறதா என்பது கட்ட விலகல் பட்டத்தால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஊட்ட தூரம் அரை அலைநீளத்திற்கு குறைவாக இருக்கும் போது, ​​கேட் லோப் உருவாக்கப்படாது. கீழே உள்ள வரைபடத்தில் இருந்து புரிந்து கொள்ளலாம்.

2.2 பீம்ஃபார்மிங்கின் நன்மைகள்

இரண்டு ஆண்டெனா அமைப்புகளை ஒப்பிட்டு, இரண்டு ஆண்டெனாக்களும் வெளியிடும் மொத்த ஆற்றல் சரியாக இருக்கும் என்று கருதுங்கள்.

வழக்கு 1 இல், ஆண்டெனா அமைப்பு அனைத்து திசைகளிலும் கிட்டத்தட்ட அதே அளவு ஆற்றலை வெளிப்படுத்துகிறது. ஆண்டெனாவைச் சுற்றியுள்ள மூன்று UeS (பயனர் உபகரணம்) ஏறக்குறைய அதே அளவு ஆற்றலைப் பெறும், ஆனால் அந்த UE களுக்கு இயக்கப்படாத ஆற்றலின் பெரும்பகுதியை வீணடிக்கும்.

வழக்கு 2 இல், கதிர்வீச்சு வடிவத்தின் ("பீம்") சமிக்ஞை வலிமை குறிப்பாக "உருவாக்கப்படுகிறது" அதனால் UE ஐ நோக்கி செலுத்தப்படும் கதிர்வீச்சு ஆற்றல் UE இன் மற்ற பகுதிகளை நோக்கி செலுத்தப்படாததை விட வலிமையானது.

எடுத்துக்காட்டாக, 5G தகவல்தொடர்புகளில், வெவ்வேறு ஆண்டெனா அலகுகளால் அனுப்பப்படும் சிக்னல்களின் வீச்சு மற்றும் கட்டத்தை (எடை) சரிசெய்வதன் மூலம், அவற்றின் பரவல் பாதைகள் வேறுபட்டாலும், மொபைல் ஃபோனை அடையும் போது கட்டம் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும் வரை, சிக்னல் சூப்பர்போசிஷன் மேம்பாட்டின் விளைவை அடைய முடியும். கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி:

2.3 பீம் "உருவாக்கம்"

ஒரு கற்றை உருவாக்குவதற்கான எளிய வழி, பல ஆண்டெனாக்களை ஒரு வரிசையில் அமைப்பதாகும். இந்த ஆண்டெனா கூறுகளை சீரமைக்க பல வழிகள் உள்ளன, ஆனால் பின்வரும் எடுத்துக்காட்டில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஆண்டெனாக்களை ஒரு வரியுடன் சீரமைப்பது எளிதான ஒன்றாகும்.

குறிப்பு: இந்த எடுத்துக்காட்டு வரைபடம் Matlab PhaseArrayAntenna கருவிப்பெட்டியால் உருவாக்கப்பட்டது.

ஒரு வரிசையில் உள்ள உறுப்புகளை ஒழுங்கமைப்பதற்கான மற்றொரு வழி, பின்வரும் எடுத்துக்காட்டில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இரு பரிமாண சதுரத்தில் உறுப்புகளை அமைப்பதாகும்.

கீழே காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வரிசையின் வடிவம் சதுரமாக இல்லாத மற்றொரு இரு பரிமாண வரிசையைக் கவனியுங்கள். நீங்கள் பெறக்கூடிய உள்ளுணர்வு என்னவென்றால், கற்றை அதிக உறுப்புகளின் அச்சில் அதிகமாக அழுத்துகிறது.

2.4 பீம்ஃபார்மிங் தொழில்நுட்பம்

பீம்ஃபார்மிங்கை அடைய பல்வேறு வழிகள் உள்ளன:

1) வரிசை ஆண்டெனாக்களை மாற்றுதல்: இது ஒரு ஆண்டெனா அமைப்பின் வரிசையிலிருந்து ஆண்டெனாக்களைத் தேர்ந்தெடுத்து திறப்பதன்/மூடுவதன் மூலம் கற்றை வடிவத்தை (கதிர்வீச்சின் வடிவம்) மாற்றுவதற்கான ஒரு நுட்பமாகும்.

2) DSP-அடிப்படையிலான கட்ட செயலாக்கம்: இது ஒவ்வொரு ஆண்டெனா வழியாகவும் செல்லும் சமிக்ஞையின் கட்டத்தை மாற்றுவதன் மூலம் பீம் நோக்குநிலை வடிவத்தை (கதிர்வீச்சின் வடிவம்) மாற்றுவதற்கான ஒரு நுட்பமாகும். ஒரு DSP மூலம், ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட குறிப்பிட்ட UEகளுக்குச் சிறப்பாகச் செயல்படும் ஒரு குறிப்பிட்ட பீம் நோக்குநிலை வடிவத்தை உருவாக்க, ஒவ்வொரு ஆண்டெனா போர்ட்டின் சிக்னல் கட்டத்தையும் நீங்கள் மாற்றலாம்.

3) முன்குறியீடு மூலம் பீம்ஃபார்மிங்: இது ஒரு குறிப்பிட்ட முன்குறியீட்டு மேட்ரிக்ஸைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் பீம் நோக்குநிலை வடிவத்தை (கதிர்வீச்சு வடிவம்) மாற்றும் ஒரு நுட்பமாகும்.