Page 53 - 5G SA開台多重無線技術測試再添挑戰

DESIGN CORNER
求，那麼在相同的訊號鏈中使用 PS合理嗎?為了驗證此點，本文 對一個32×32(正方形)的ESA 進行試驗，其天線元件之間的閘 距(d)為d=λ/2，工作頻率範圍 為8GHz~12GHz，掃描角度為 ±60°，且假設所有場景都符合 EIRP標準。
角解析度，但會產生額外的波束 斜視，也會降低系統的波束角解 析度。實際上，使用解析度更高 的TTD是為了實現更低的量化旁 瓣水準(QSLL)，而不是為了實現 更高的波束角解析度。隨著頻率 升高，相較於根據所需的相位解 析度設計PS，依照所需的時間解 析度設計TTD來滿足目標QSLL標 準相對更加困難;因此，可以將PS 和TTD組合使用，不但可以達到目 標QSLL標準，而且仍然可以保持
合理的波束斜視水準。 在同一個ESA中同時採用PS
在本例中，根據公式(2)中提 供的均勻線性陣列的半功率波束 寬度近似公式，方位角和仰角對 應的系統波束寬度分別為≅3.17° (視軸，θ=0°)和≅6.35°(最大掃 描角，θ=60°)，其中N表示一個軸 上的元素數，θB表示同一軸上的 波束寬度(單位為度)。
和TTD是為了在設計具有交叉極 化能力的系統時，可以減輕波束 斜視。交叉極化是透過在天線元 件的V端和H端之間設定90°相移 產生。在要求的交叉極化頻寬內， 使兩端之間的相移盡可能接近90° 有助於實現傑出的交叉極化隔離， 以保證良好運作。基於PS的ESA 在頻率範圍內保持恆定相位，所 以具有寬頻交叉極性能力(圖1)，
(2)
當每個天線元件都使用6位元 5.6°LSB PS時，根據公式(3)可以 計算得出，該陣列的一維最大波束 角解析度θRES_MAX約為≅0.056°。
(3)
根據用於時移和相移轉換 的公式(4)，在12GHz時，要獲得 0.056°波束角解析度，需要使用 一個約1.3ps LSB TTD來代替5.6° LSB PS。
(4)
即使在很小的掃描角度下， 波束寬度值也遠大於波束角解析 度，將PS與TTD串聯可補償波束
圖1:天線元件的V和H端使用相移器時的無非斜視寬頻交叉極化。
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圖2:天線元件的V和H端使用即時延遲時的無斜視窄頻交叉極化。
2022年10月 | www.eettaiwan.com