在無線通信及雷達技術日新月異的當下,傳輸陣列天線作為一種新興的天線設計技術,逐漸引起了技術界的廣泛關注。傳輸陣列(Transmitarray)是一種層狀透鏡天線,透過精巧的相位移動單元結構,將電磁波聚焦,從而產生高增益的電波束。本文將深入探討傳輸陣列如何有效減少餵電源(Feed)所引起的干擾,以及這一技術如何提升其整體性能。
傳輸陣列由一系列單元格組成,這些單元格能夠針對接收到的電波進行精確的相位調整,最終形成清晰的波束。
傳輸陣列的基本構造包括一層相位偏移表面,上面擺放著排列整齊的單元格。每個單元格的設計能夠對電波進行不同程度的相位移動,這種設計的目的是將從餵電源天線發出來的電波聚焦到特定方向。由於傳輸陣列的相對薄型化特性,它能行使某些傳統介質透鏡所不能實現的性能。例如,傳輸陣列所需的餵電網絡可以被省略,這大大過減了信號傳遞過程中的損耗。
與相控陣列(Phased Array)相比,傳輸陣列在設計上有著更低的損失,因為它無需複雜的餵電網絡。與反射陣列(Reflectarray)相比,傳輸陣列能夠有效避開餵電源造成的遮擋問題,使得信號的傳輸不會受到不必要的干擾。
傳輸陣列的高靈活性使其可以在傳送和接收模式下運行,提升了電波的利用效率和整體性能。
在傳輸陣列的設計中,F / D(焦距與直徑之比)是影響天線孔徑效率的一個關鍵參數。針對傳輸陣列單元的插入損耗進行優化,可以進一步提高光束的聚焦效率。透過不同的材料與結構設計,傳輸陣列在操作頻段內能夠達到良好的性能,並且在不同的入射角下保持穩定的效率。
傳輸陣列可以分為固定型和可重構型。固定型的傳輸陣列在每個單元格上都進行了物理調整,以實現期望的相位分布,從而只能在一個方向上進行精確的聚焦。而可重構型的傳輸陣列則允許通過電子方式對每個單元的相位進行控制,實現波束的靈活調整。
在可重構型的設計中,利用PIN二極體的快速相位重構,能夠在控制成本的同時提高性能,進一步擴展了傳輸陣列的應用潛力。
隨著技術的持續進步,傳輸陣列正朝著更高頻率、更高效率的方向發展。其中,液晶材料及電控隱身技術的應用展現出其潛在的優勢。然而,這些新材料的實用性仍存在許多挑戰,例如穩定性和製造成本等。因此,在未來的研究中,如何提升材料的性能並降低生產成本將成為關鍵。
傳輸陣列不僅能有效減少餵電源造成的干擾,還能提供更高的性能,這使得它在現代通信中扮演著越來越重要的角色。在面對不斷變化的需求時,傳輸陣列的設計是否能持續突破,並爭取更多的應用場景,將是一個值得深思的問題?