L’orientamento del raggio in un array a fasi si riferisce alla capacità dell’array di regolare elettronicamente la direzione del suo diagramma di radiazione trasmessa o ricevuta senza spostare fisicamente l’antenna stessa. Un array a fasi è costituito da diversi elementi di antenna controllati individualmente da sfasamenti. Regolando gli sfasamenti tra gli elementi, l’array può creare un’interferenza costruttiva in una direzione desiderata minimizzando o annullando l’interferenza in altre direzioni. Ciò consente all’array a fasi di dirigere elettronicamente il suo lobo o raggio principale verso un angolo specifico nello spazio, consentendo il puntamento rapido e preciso dei segnali o il rilevamento dei segnali in arrivo.
Il concetto di orientamento del raggio implica la manipolazione della direzione della radiazione elettromagnetica proveniente da un’antenna o da un gruppo di antenne. Nelle antenne tradizionali, l’orientamento del fascio si ottiene spostando fisicamente l’intera struttura dell’antenna per cambiare la direzione del fascio. Al contrario, le moderne tecniche di orientamento del fascio, come quelle utilizzate negli array progressivi, utilizzano mezzi elettronici per regolare dinamicamente la fase e l’ampiezza dei segnali attraverso i singoli elementi dell’antenna. Questo controllo elettronico consente una guida più rapida, precisa e adattiva del diagramma di radiazione dell’antenna, rendendola particolarmente adatta per applicazioni che richiedono sistemi di antenna agili e reattivi.
Il beam tracking e il beamforming sono concetti strettamente correlati ma distinti nella tecnologia delle antenne. L’orientamento del raggio si riferisce specificamente alla capacità di cambiare elettronicamente la direzione del lobo principale dell’antenna o del diagramma di radiazione. Ciò comporta la regolazione dello sfasamento e dell’ampiezza dei segnali attraverso gli elementi dell’antenna per dirigere il raggio verso la direzione desiderata. La forma del fascio, d’altro canto, è un termine più ampio che comprende sia la direzione del fascio che il processo di modellatura e focalizzazione del diagramma di radiazione per raggiungere obiettivi prestazionali specifici, come massimizzare l’intensità del segnale del fascio verso un bersaglio o annullare l’interferenza da direzioni specifiche. Il beamforming include tecniche come l’interferenza costruttiva per potenziare i segnali nella direzione desiderata e l’interferenza distruttiva per sopprimere i segnali nelle direzioni indesiderate.
Un trasduttore ad array progressivo dirige il raggio controllando lo sfasamento e l’ampiezza dei segnali attraverso i suoi singoli elementi. Ciascun elemento del trasduttore a schiera di fase contribuisce al diagramma di radiazione complessivo e, regolando i tempi e l’ampiezza dei segnali su ciascun elemento, l’array può orientare elettronicamente il raggio. Questo orientamento elettronico del raggio consente una regolazione rapida e precisa della direzione del raggio senza riorientare fisicamente l’intero array. I trasduttori Phased Array vengono utilizzati in una varietà di applicazioni, tra cui sistemi radar, imaging a ultrasuoni, antenne per comunicazioni e sensori acustici, dove controllo preciso e agilità sono essenziali per prestazioni ottimizzate.
La guida del fascio è essenziale nei sistemi di antenne per diversi motivi. Innanzitutto, consente alle antenne di tracciare dinamicamente bersagli in movimento o comunicare con dispositivi mobili in reti wireless. Regolando la direzione del raggio, le antenne possono mantenere una forte intensità del segnale al ricevitore previsto riducendo al minimo le interferenze provenienti da altre direzioni. In secondo luogo, l’orientamento del raggio migliora l’efficienza e la capacità dei sistemi di comunicazione concentrando l’energia trasmessa dove è più necessaria, migliorando la ricezione del segnale e la velocità dei dati. Nelle applicazioni radar, l’orientamento del raggio consente il rilevamento e il tracciamento di bersagli agili, ottimizzando le capacità di sorveglianza e difesa. Nel complesso, la guida del raggio migliora le prestazioni, la flessibilità e l’adattabilità dell’antenna in un’ampia gamma di applicazioni nei sistemi di telecomunicazioni, radar, rilevamento e imaging.