In diesem Handbuch behandeln wir die folgenden Themen: Was ist ein Sparse-Antennenarray?, Was ist mit einem Sparse-Array gemeint?, Wann wird ein Sparse-Array verwendet?
Was ist ein Sparse-Antennen-Array?
Ein spärliches Antennenarray bezieht sich auf eine Array-Konfiguration, bei der die Antennen im Vergleich zu einem herkömmlichen dichten Array weiter voneinander entfernt sind. Bei einem dünn besetzten Antennenarray beträgt der Abstand zwischen benachbarten Antennen mehr als die Hälfte der Wellenlänge der empfangenen oder gesendeten Signale.
Dieser größere Abstand führt dazu, dass weniger Antennen einen bestimmten Bereich oder ein bestimmtes Volumen abdecken, daher der Begriff „spärlich“. Spärliche Antennenarrays werden häufig in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Reduzierung der Anzahl der Antennen das Systemdesign vereinfachen, Kosten senken oder bestimmte Betriebsanforderungen erfüllen kann, z. B.
eine große Abdeckung oder die Reduzierung von Interferenzen.
Was ist mit „sparse array“ gemeint?
Der Begriff „sparse array“ bezieht sich im Allgemeinen auf eine Antennenarray-Konfiguration, bei der die Anzahl der Antennen deutlich kleiner ist als die Zahl, die als vollständig bestückt oder dicht gelten würde. Sparse-Arrays sind mit absichtlichen Lücken zwischen den Antennen ausgestattet, deren Größe je nach Anwendung und gewünschten Antennenleistungsmerkmalen variieren kann.
Diese Lücken ermöglichen eine geringere gegenseitige Kopplung zwischen Antennen und können einzigartige Strahlformungsmöglichkeiten bieten, wie etwa Strahlformung mit variablen Strahlbreiten oder Lenkflexibilität in größeren Winkelsektoren im Vergleich zu dichten Arrays.
Wann sollte ein Sparse-Array verwendet werden?
Sparse Arrays werden typischerweise in Szenarien verwendet, in denen spezifische betriebliche Vorteile die Vorteile der Verwendung eines dicht besiedelten Antennenarrays überwiegen.
Eine häufige Anwendung sind Radarsysteme, bei denen dünne Arrays dazu beitragen können, gegenseitige Kopplungseffekte zu reduzieren und die Winkelauflösung in bestimmten Richtungen zu verbessern.
Sparse Arrays sind auch in großen Antennensystemen wie Phased Arrays für die Satellitenkommunikation oder drahtlose Netzwerke von Vorteil, bei denen die Minimierung der Hardwarekomplexität und die Maximierung des Abdeckungsbereichs oder -volumens entscheidende Überlegungen sind.
Der Hauptunterschied zwischen dichten und spärlichen Arrays besteht im Abstand und der Dichte der Antennen in der Array-Struktur.
Bei dichten Arrays sind die Antennen eng beieinander positioniert, typischerweise mit einem Abstand zwischen den Elementen, der weniger als die Hälfte der Wellenlänge der von ihnen verarbeiteten Signale beträgt. Diese dichte Anordnung ermöglicht eine präzise Strahlformung, eine hohe Winkelauflösung und eine verbesserte räumliche Abdeckung in bestimmten Richtungen. Im Gegensatz dazu haben spärliche Arrays einen größeren Abstand zwischen den Elementen, was dazu führt, dass weniger Antennen die gleiche Fläche oder das gleiche Volumen abdecken.
Sparse-Arrays bieten Vorteile wie eine geringere gegenseitige Kopplung, eine verbesserte Robustheit gegenüber Störungen und potenzielle Kosteneinsparungen aufgrund weniger Hardwarekomponenten. Je nach Anwendungsanforderungen und Designüberlegungen können sie jedoch im Vergleich zu dichten Arrays Einbußen bei der räumlichen Auflösung und Strahlformgenauigkeit hinnehmen.
Wir hoffen, dass dieser Artikel zum Thema „Was ist ein Sparse Antenna Array?“ leicht verständlich war.