Inhalt
- Was ist eine softwaredefinierte Antenne?
- Erstellen eines SDA
- So lenken Sie den Strahl
- Das SDA-Layout
- Praktische Anwendungen für SDRs und SDAs
Tamara Wilhite ist technische Redakteurin, Wirtschaftsingenieurin, Mutter von zwei Kindern und veröffentlichte Science-Fiction- und Horror-Autorin.
Was ist eine softwaredefinierte Antenne?
Software-definierte Radios oder SDRs überwachen viele Frequenzen auf ein Signal. Dieselben Techniken können verwendet werden, um eine softwaredefinierte Antenne oder einen SDA zu erstellen, die eine breite Palette von Signalen erzeugen können. Dieser Artikel beschreibt, wie Sie einen SDA erstellen und wie diese Antennen mit SDRs verwendet werden.
Erstellen eines SDA
Sie können Phasenverschiebungen in einem Schaltkreis elektrisch erzeugen, um einen SDR / SDA zu erstellen. Wir werden diese der Einfachheit halber ignorieren.
Sie können einen Phasenschieber verwenden, wie er in Phased-Array-Radar verwendet wird. Es verwendet das Schalten in verschiedenen Übertragungsleitungen, um die elektrische Länge einer Leitung zu variieren. Sie können sogar Phasenschieber mit mehreren Antennen kombinieren, um den Strahl zu steuern.
So lenken Sie den Strahl
Um den Strahl zu steuern, beginnen Sie mit mehreren Phasenlinien oder Phasenschiebern gleicher Länge. Die oberen Linien haben eine längere Länge, während die unteren Linien eine kürzere Koaxiallänge haben. Diese Einstellung bewirkt, dass sich der Strahl nach oben verschiebt. Wenn Sie die unteren Linien als längere Koaxiallänge und die oberen Linien als kurze Koaxiallänge einstellen, wird der Strahl nach unten verschoben. (Wenn Sie nicht in großer Höhe leben, ist dies kontraproduktiv.)
Wenn das Netzwerk mehr Antennen hat, hat das Signal eine größere Verstärkung und Sie erhalten eine feinere Kontrolle. Es gibt heute 16-Wege-Leistungsteiler für softwaredefinierte Antennen, die öffentlich verwendet werden, kombiniert mit UWB-Arrays (Ultrawide Band Antenna).
Mit den UWB-Antennen kann das softwaredefinierte Radio mit nur einer Antenne / einem Element pro Empfangsort einen weiten Frequenzbereich empfangen. Wenn viele Antennen vorhanden sind, können Sie den Strahl steuern, indem Sie einzelne Elemente ein- und ausschalten. Das üblichere Layout ist jedoch die Konfiguration mit vier quadratischen Antennen.
Das SDA-Layout
Der Hauptunterschied bei der softwaredefinierten Antennenanordnung besteht in den softwaredefinierten Funkgeräten, die an jeder der empfangenden UWB-Antennen angebracht sind, die über ein Datenkabel mit einem zentralen Computer verbunden sind, anstatt das Signal über einen Leistungsteiler an ein Amateurfunkgerät weiterzuleiten.
Die Antennen befinden sich normalerweise in einem Viertel einer Wellenlänge voneinander entfernt. Wenn Sie 10-Meter-Signale empfangen, müssen die Antennen mindestens 2,5 Meter voneinander entfernt sein. Näher dran, und sie können das Signal nicht empfangen. Weiter auseinander, und sie werden es auch nicht empfangen, obwohl Abstände von halben und vollen Wellenlängen zwischen den Antennen akzeptabel sind. Der Vorteil des vierquadratischen Antennenlayouts besteht darin, dass Sie den Strahl mit einem Minimum an Antennen zwischen vier beliebigen Richtungen mit einer 360 ° -Abdeckung umschalten können. Diese Konfiguration macht auch viel Signalrauschen zunichte.
Das gezeigte Layout mit SDRs, die an jede Antenne angeschlossen sind, ermöglicht es ihnen, die Signale digital zu verarbeiten und zu spitzen, und die Unterschiede in der Empfangszeit zwischen jeder Antenne ermöglichen es den Funkgeräten, die genaue Richtung des Signals zu bestimmen. Sie können auch das Muster des empfangenen Strahls bestimmen, das auf einer Wasserfallanzeige sichtbar wäre. Die einzige Einschränkung ist die SDR-Auflösung und Verarbeitungsfähigkeit.
In der obigen Abbildung sehen wir den Vergleich eines Standard-Vier-Quadrat-Koax-Layouts mit der Signalerzeugung und dem Empfang, die von einem Leistungsteiler gesteuert werden. (Vielen Dank, Kent Britain, WA5VJB, dass Sie das Diagramm erstellt und mir die Erlaubnis gegeben haben, es zu verwenden.)
Praktische Anwendungen für SDRs und SDAs
Softwaredefinierte Funkgeräte werden vom Militär und einer wachsenden Anzahl kommerzieller Anwendungen verwendet. Sie beginnen im Amateurfunk eingesetzt zu werden.
Eine praktische Anwendung von softwaredefinierten Antennen und SDRs findet sich an Zellenstandorten. Ein Multifunktionszellenstandort kann dieselbe Technologie verwenden, um jedem Benutzer einen Richtungsstrahl bereitzustellen. Dies reduziert das Auftreten von unterbrochenen Anrufen und toten Bereichen.
Dieser Artikel ist genau und nach bestem Wissen des Autors. Der Inhalt dient nur zu Informations- oder Unterhaltungszwecken und ersetzt nicht die persönliche Beratung oder professionelle Beratung in geschäftlichen, finanziellen, rechtlichen oder technischen Angelegenheiten.
