Nguyên tắc của sự cô lập và hợp tác trong nhiều bài Atenna Arrays

Hệ thống liên lạc không dây hiện đại, từ trạm truyền thông 5G đến hệ thống vệ tinh và radar cấp cao, ngày càng dựa vào các mảng dữ liệu đa năng để đạt được tỷ lệ dữ liệu cao, sự chuyển đổi và sự đa dạng không gian. Tuy nhiên, việc gắn kết nhiều thành phần ăng-ten vào một hệ thống gây ra những thách thức quan trọng: [FLT: 0] khả năng cô lập [FLT: 1] và [FL: 2] [FL: T].]. Tuy nhiên, việc này ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của hệ thống, sự trung thực, và đáng tin cậy. Bài này cung cấp, trong việc khám phá các nguyên tắc này cung cấp khả năng, các nhà nghiên cứu thực tế, các nhà nghiên cứu và các nhà thiết kế đa đại diện.

Hiểu nỗi cô đơn

Sự cô lập của Atenna là một thước đo khả năng của việc một ăng ten phản ứng tốt như thế nào để ngăn chặn việc chuyển năng lượng không mong muốn từ ăng ten kế cận. Định lượng, sự cô lập giữa hai ăng ten thường được thể hiện như tỷ lệ của điện được truyền qua các ăng ten khác, đo bằng cách chuyển giao năng lượng (dB). Sự cô lập cao (v. d., 20 dB) cho thấy rằng mỗi ăng-ten hoạt động gần độc lập, cần thiết cho ứng dụng như MIMMMMMMMMMMO (t input- Input-off) nơi mà các luồng dữ liệu riêng biệt phải được giữ riêng biệt.

Tại sao sự cô lập là vấn đề

Sự cô lập không đủ làm giảm hiệu suất của hệ thống theo nhiều cách:

  • Sự méo mó hình ảnh: tín hiệu có cặp có thể gây ra sự pha trộn sản phẩm và biến dạng mẫu.
  • Tỷ lệ tín hiệu giảm dần (SNR): ) sự kết nối không mong muốn mở ra tiếng ồn và nhiễu, giảm hiệu quả SNR.
  • Trong sự can thiệp hoàn toàn , sự cô lập kém có thể gây ra sự tự tách rời.
  • Sự thoái hóa mẫu Array: Coupling thay đổi mẫu bức xạ của mỗi yếu tố, giảm độ chính xác của tia.

Thí dụ, trong hệ thống 4×4MMO cho 5G, sự cô lập giữa các yếu tố lân cận thường cần thiết ít nhất 15 dB để duy trì tính toán kênh hoặc góc nhìn. Khả năng này là một mục tiêu thiết kế quan trọng.

Nguyên tắc của sự kết hợp Antenna

Sự kết hợp này ám chỉ sự trao đổi năng lượng điện từ không cần thiết giữa ăng ten và tương tác xa của trường, cũng như qua những đường đi hiện tại trên mặt đất hoặc mạng lưới nuôi sống. hiểu được cơ chế kết nối là bước đầu tiên để kiểm soát chúng.

Gần cửa hàng tranh chấp, Far-Felid Coupling

Sự kết hợp có thể được phân loại thành hai chế độ dựa trên khoảng cách tương đối với bước sóng G:

  • Khi ăng-ten có khoảng cách nhỏ hơn một bước sóng, ăng-ten ở dạng phản ứng hoặc lan truyền gần trường học. Việc truyền năng lượng chủ yếu qua trường điện và từ (ELT và Hfield).
  • Sự kết nối giữa các vùng xa nhau:) Tại sự tách biệt lớn hơn (thường là > 2 mục), sự kết nối xảy ra qua kiểu hình ảnh được phóng xạ xa xôi của mỗi ăng-ten. Sự kết nối này yếu hơn nhưng trở nên quan trọng trong các mảng lớn, đặc biệt khi thùy bên thẳng hàng.

Ma trận đồng hóa và cùng chung cảnh ngộ

Một cách chính thức để mô tả sự kết nối là thông qua [FLT:] khả năng bật ). Đối với một dãy điện áp cổng và dòng điện có thể được viết bằng V [FLT: 3], nơi mà các mục nhập của Z ngoài cùng nhau. Tính năng kết nối thấp tương ứng với sự cô lập cao. Các kỹ sư thường sử dụng mô phỏng điện từ (v. c, CSTS] để tính toán cấu trúc này và thiết kế phân hủy.

Nguyên nhân gây ra nạn đói thật sự trên thế giới

Ngoài sự chồng chéo của trường điện từ đơn giản, sự kết nối có thể bị giảm đi bởi:

  • Máy bay mặt đất chia sẻ dòng chảy giữa các nguồn cấp dữ liệu ăng-ten.
  • Sóng mặt đất kích thích phần nền của hệ thống ăng-ten điện di động.
  • Dòng chảy thông thường trên cáp hoặc các cấu trúc hỗ trợ.

Mỗi phương pháp này đòi hỏi một số biện pháp giảm nhẹ nhất định, được thảo luận ở phần kế tiếp.

Phương pháp cải thiện sự cô lập và thu nhỏ sự kết hợp

Các kỹ sư sử dụng nhiều kỹ thuật khác nhau để tăng cường sự cô lập, thường kết hợp nhiều cách tiếp cận để đáp ứng những yêu cầu nghiêm ngặt.

Phân chia và định vị vật chất

Phương pháp đơn giản nhất là tăng khoảng cách giữa ăng-ten. Sự phân chia thường cải thiện khoảng 6 dB trên mỗi hai lần trong chế độ xa xôi của trường hợp. Tuy nhiên, trong các nền tảng được đào tạo trong không gian (v. d. g. điện thoại thông minh, máy bay không người lái), sự phân chia vật lý bị hạn chế. Việc định vị ăng-ten hoặctogon (v. d., phân cực vuông) cũng có thể giảm đi 10–20 dB.

Khiên chắn điện từ và những người cầu khẩn

Lớp bảo vệ dẫn điện hoặc lớp hấp thụ giảm giữa ăng ten có thể chặn lại gần sự kết nối của trường đại học.

  • Hàng rào hay qua đường: ) Trong các dãy máy tính của PCB, hàng rào của đất liền tạo ra một bức tường có lớp sơn cao, ngăn chặn sự kết nối trên bề mặt.
  • Cấu trúc dây đàn Elctro (EBG): định kỳ dimacter hoặc hình kim loại ngăn chặn sóng bề mặt trên một dải tần số cụ thể.
  • Vật liệu hủy diệt:) Từ tính hoặc khí cacbon được đặt giữa các nguyên tố phân hủy năng lượng, giảm sự kết nối lẫn nhau với nhau với giá phải chăng vì hiệu quả.

Cấu hình mạng và bộ lọc

Những mạch này được nối giữa các cổng ăng-ten để hủy tín hiệu có cặp.

  • Các tổ hợp hợp âm tính với nhau để vô hiệu hóa sự kết nối.
  • Branchline couters hoặc chuột eriters:) sử dụng trong các mảng không gian chặt chẽ để chuyển đổi năng lượng kết hợp với một tải giả hoặc kết hợp nó một cách xây dựng.
  • Đường phân cách: các đường vi mô mà cung cấp tín hiệu trong giai đoạn để hủy bỏ sự kết nối.

Một mạng lưới phân hủy tốt được thiết kế có thể cải thiện sự cô lập bởi 10–30 dB, nhưng nó làm tăng độ phức tạp và thường thu hẹp băng thông.

Các yếu tố gây đau đớn theo hướng

Dùng các yếu tố có định hướng (v. d., đắp vá, YagiUda, hoặc ăng ten sừng) làm giảm lượng năng lượng phát ra cho các thành phần lân cận. Trong các chuỗi thời gian, việc sắp xếp cẩn thận các yếu tố và các nếp cuộn của các biểu hiện cũng có thể giảm thiểu các mặt của sự tương tác với nhau.

Thiết kế mạng tải và mặt đất

Thay đổi hình học mặt đất, cấu trúc mặt đất bị đào thải, hoặc bề mặt mềm có thể phá vỡ các đường hiện tại gây ra sự kết nối. Tương tự, cung cấp thức ăn cho mỗi phần tử thông qua một đường truyền riêng biệt với sự cô lập chính xác giữa các đường kẻ ngăn chặn việc xâm nhập vào hệ thống dữ liệu.

Thiết kế để cân nhắc các phản ứng đa nền tảng đa nền tảng

Thiết kế mảng thông tin hiệu quả đòi hỏi một quan điểm tổng thể cân bằng sự cô lập với các thước đo hiệu suất khác: độ băng qua lỗ, hiệu suất phóng xạ, thu được, kích thước và chi phí.

Giao dịch giữa sự cô lập và sự tương tác

Sự cô lập cao thường đòi hỏi khoảng cách lớn hơn, nhưng các mảng nhỏ (v. d., cho thiết bị di động) cần thiết yếu yếu yếu tố tách rời khỏi 0. 2–0. 5 độ riêng biệt. Tại khoảng cách gần nơi kết nối đồng ruộng là nghiêm trọng. Các kỹ sư sau đó dựa vào kỹ thuật phân hủy tiên tiến, nhưng những thiết bị này có thể thu hẹp hoặc giảm hiệu suất. Một thỏa hiệp thường xuyên là chấp nhận sự cô lập 10–15 dB để đổi thành yếu tố nhỏ hơn.

Giới hạn băng thông

Nhiều cấu trúc phân hủy (v. d., EBG, các đường trung lập) rất hợp lý và chỉ cung cấp sự cô lập cao trên một tần số hẹp. Đối với hệ thống băng rộng (v. d., nhóm 2–8 GHz), đa kỹ thuật phân tích (v. d., tải kháng cự) là cần thiết, nhưng có thể sẽ tăng độ mất mát.

Sự đa dạng phân cực

Dùng các phân cực hóa orthogonal (v. d., dọc và ngang) cho các yếu tố kế bên có thể cải thiện đáng kể sự cô lập mà không cần thêm vào cấu trúc. Điều này thường xảy ra trong các bảng vá hai lớp phân biệt đối xứng phải được duy trì qua băng thông.

Mô phỏng và đo lường

Mô phỏng điện từ chính xác là cần thiết. Để xác minh các giải pháp sóng tối đa (vNparamters, FD, FEM) có thể dự đoán sự kết hợp và cô lập. Các mẫu thử nên được đo bằng các máy phân tích mạng véc tơ (VNA) để xác minh các máy lọc sóng giao thoa đầy đủ (vT. d., S12 hay S21). [FL: 0] Ans HFS [S: 1] và [FL:] Phòng vẽ [FT] [FL:] [FL] Phòng trưng bày [FL:] Phòng trưng bày [FL] là công nghệ này.T].

Những tác phẩm cao cấp và nghiên cứu gần đây

Dưới những phương pháp tiên tiến mà các kỹ sư có thể gặp phải trong các thiết kế hiện đại.

Comment

Các vật liệu nhân tạo như bộ liên kết phân chia các cộng hưởng từ (SRs) hay phụ lục SRRs, có thể được đặt giữa các ăng ten để tạo bộ lọc băng bó cho hai trường. Những cấu trúc siêu vật liệu này là nhỏ gọn và có thể đạt được sự cô lập >30 dB trong các ban nhạc hẹp. Một cuộc khảo sát về công việc gần đây có thể tìm thấy trong [FLT: 0]IEEtennas [FL: 1] và Tạp chí về cách truyền bá [FL:1).

Đang phân tích

Các mạch điện hoạt động, chẳng hạn như vòng phản hồi, lấy mẫu và hủy các tín hiệu có dấu hiệu, tạo ra sự cô lập mạnh mẽ trên một dải băng rộng, nhưng chúng làm tăng mức tiêu thụ điện năng và sự phức tạp.

Máy học cách làm báp têm

Các thuật toán di truyền và mạng thần kinh ngày càng được dùng để tối ưu hóa vị trí ăng-ten, giảm thiểu các tham số mạng lưới, và thậm chí biến mất các mẫu hình. [FLT: 0] Một nghiên cứu về các báo cáo khoa học [FLT: 1] cho thấy máy học cách ly nhau trong 5GMMO.

Phân phối với đầu trước RF

Xu hướng tương lai bao gồm cấu trúc ăng-ten với các mạch tích hợp RFC. Chẳng hạn, dùng thức ăn vi phân hoặc trên thanh balp có thể từ chối sự kết hợp chung. Điều này đặc biệt thích hợp với các dải sóng đơn giản khi tần sóng âm nhỏ và mật độ tích hợp cao.

Kết luận

Sự cô lập và sự kết hợp lẫn nhau là những thách thức cơ bản trong việc thiết kế đa dạng điện từ. Thông qua sự kết hợp giữa các mạch, khiên chắn, phân tách hình học và hình học cẩn thận, các kỹ sư có thể đạt được sự cô lập cao cần thiết cho hệ thống không dây hiện đại. Hiểu được các nguyên tắc điện từ tiềm năng tiềm ẩn - tính tương tác xa. Để tiếp tục việc kết nối các nguồn lực, các nguồn lực không hoạt động lẫn nhau, và các sóng bề mặt - để làm cho các cuộc trao đổi có độ sâu.