相控陣列天線：從軍用到5G

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相控陣列(phased array)技術遠非新技術，已經在各種軍事應用中使用了幾十年。然而如今，該技術在Band 2的5G系統中的應用正迅速獲得關注，這是因為該技術能改善訊號強度、增益、方向性和頻寬等多方面的性能…

www.eettaiwan.com/, Jan. 30, 2023 – 

相控陣列(phased array)技術遠非新技術，已經在各種軍事應用中使用了幾十年。然而如今，該技術在Band 2的5G系統中的應用正迅速獲得關注，這是因為該技術能改善訊號強度、增益、方向性和頻寬等多方面的性能。

相控陣列使用多個天線單元，透過改變每個單元的相對相位來控制輻射方向圖或波束。利用微波傳輸線和功率分配器(power divider)系統連接天線單元。在相控陣列天線設計中，利用兩個或多個輻射訊號之間的干擾或「波束成形」(beamforming)，來控制發射波束的方向。該天線透過調整發送到陣列中每個發射器的驅動訊號之間的相位差，來實現波束成形。相控陣列天線中發射器的數量少則數個，多至數千個。

當來自每個發射器的訊號完全同相時，它們會產生干擾，並在特定方向上產生強輻射。輻射方向可透過設置傳輸到不同發射器的訊號相移來控制。而相移則由依次傳輸到相繼發射器的訊號之間的微小延遲來控制。使用移相器(phase shifter)可以在相控陣列天線中合成數百個波束。

相控陣列天線類型包括：

．線陣列

將陣列單元配置在一條直線上，在這種情況下，只需要使用一個移相器。不過，波束方向被限制在一個單平面上。要形成平面天線，需要在垂直方向上排列多個線陣列天線。

．平面陣列

這種陣列中，每個天線都配有一個移相器。透過單天線的矩陣排列，形成平面天線，波束可以在兩個平面中偏轉。但這種架構需要大量的移相器，增加了複雜性和成本。

．頻率掃描陣列

這種架構中，天線不需要移相器，波束轉向由發射機的頻率來控制。

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