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虚拟阵列计算 如何计算MIMO系统中的虚拟阵列 1 min Blog 使用MIMO功能的RF和传感系统在虚拟天线设计和布局方面有一些重要的设计限制。在这些系统中,由于需要更精细的分辨率和更高的发射/接收增益,趋势是将更多天线封装到阵列中以进行波束成形和接收低电平信号。这种趋势是有原因的,它与天线阵列系统中的一个重要概念有关。 当多个发射和接收天线位于同一位置时,它们可以一起作用以形成所谓的虚拟天线阵列。虚拟阵列不是一组真实的天线,而是描述天线阵列行为的数学等效对象。构建支持MIMO虚拟阵列功能(包括空间复用)的天线阵列时,一个重要环节是设计虚拟阵列中虚拟天线的布置。 在PCB上将天线正确组合在一起,即可设计虚拟阵列,使真实阵列具有更高的发射和接收增益。这通常在物理层面上较大的无线电系统中完成,但也可以在涉及在PCB上放置虚拟天线元素的系统中完成。只要天线的位置和布线正确,您就可以从在MIMO模式下运行的天线阵列获得最大可能的增益。在本文中,我们将讨论如何计算RF。 什么是虚拟阵列? 所有协同作用于波束成形和/或空间多路复用的共置天线系统的行为就好像它们是一个等效天线阵列,称为虚拟RF阵列。由此得出以下定义: 当阵列中的一组发射与接收天线一起工作来发射和接收信号时,它们的作用就像一个等效的天线阵列,称为 虚拟阵列 。当虚拟阵列仅作用于发射或接收模式时,发射/接收方面的真实天线增益都等于虚拟阵列的增益。 虚拟阵列是一个虚构的实体,有助于直观地了解电子转向范围(方位角和仰角)和阵列对角分辨率计算器的影响。简而言之,更多元素一起工作时,在 任何类型的波束形成模式下,发射的光束都将具有更高的方向增益和更好的角分辨率。 为了理解虚拟阵列,我们需要计算两个量: 虚拟阵列中的虚拟元素的数量 元素在虚拟阵列中的位置 虚拟天线元素的数量和分辨率 具有NTX发射元素和NRX接收元素的平面虚拟天线阵列中的虚拟元素数量为: 这个数字很重要,因为它与阵列的最大分辨率有关。在雷达系统中,速度和距离分辨率受角分辨率的影响,人们付出了巨大的努力来将分辨率提高到可以用雷达形成图像的程度。传统的 3-TX/4-RX串联馈电贴片天线阵列分辨率不够高,无法提供雷达成像所需的分辨率,因此重点是增加这些系统中的天线数量。 当作为MIMO虚拟阵列运行时,整个阵列的角度分辨率与单个天线的角度分辨率有如下关系。 这应该说明在更小器件中增加虚拟天线阵列增益计算器大小的驱动力:更多的阵列意味着更好的分辨率,从而产生更高的增益,因此系统能以更低的功率和/或更大的通信范围运行。 同样,扫描范围将受到虚拟阵列中虚拟元素之间等效距离的限制。在稀疏阵列中,传统的衍射限制发射方向图不一定成立,虚拟阵列也可能是稀疏的,分辨率将不符合上面显示的等式(这应该强调对“共置”进行严格定义的必要性)。 阅读文章
您的下一块电池可能会印在纸上 1 min Engineering News 供应链的动荡似乎无处不在,从半导体扩展到各种商品。面对地缘政治事件,商品和自然资源价格波动如此之大,再加上对电动汽车的需求增长,世界可能会在2025年面临锂短缺( 根据国际能源署的评估)。面对日益增长的锂需求,学术界和工业界的研究人员已经开始研究替代电池材料以克服这些挑战。 瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)的研究人员提出的最有趣的发展之一,其研究结果发表在 最近一期的 自然杂志上。他们宣布了一种创新的水激活电池材料,可以在一张纸上打印。理论上,这种电化学活性材料可以打印在任何基材上,例如像塑料这样的柔性绝缘体。 虽然没有人建议将纸质电池用于电动汽车,但该材料在单个电池中的输出电压可达1.2伏(与镍氢电池化学性质相当)。因此,这种类型的材料堆叠可以用作手持电子设备或其他小型设备的小型一次性电池。这不是解决锂短缺的万能方案,但这些替代材料可以允许将锂转移到更关键的领域,如电动汽车。 一种基于墨水的电池材料 Empa的研究人员开发的材料实际上是一种基于碳的层状材料,包括石墨、碳黑、锌作为阳极和盐。这种碳盐基化学物质可以通过加水来激活,如下所述。下面的图形显示了这种电池材料的层状结构。 石墨+碳黑的顶层和底层充当参与电池电化学反应的活性层。当涂有盐并暴露于水时,产生的电化学反应可以使电流通过连接的电路流动。 这一特定的发现并不是一个可行的系统,它只是展示了一种新化学物质的示范,这种化学物质确实可以产生足够的功率来驱动小型电子设备。电力输出与镍氢和碱性电池兼容,表明从电化学角度来看,该材料是可行的。商业方面则是另一回事,正如我下面所概述的。 所以这是我们都熟悉的标准电池化学性质的替代品吗?可能不是,但碳材料正在作为阳极材料被用于基于锂的化学性质中,为电气化系统提供了几个好处。 替代材料具有吸引力,但需要长期发展 尽管旨在完全替代现有化学成分(包括锂)的替代电池材料是一个持续的研究话题,但这一途径的发展道路漫长,且商业化之路充满风险。因此,电池材料行业已将重点放在电池设计改进上,包括使用类似材料来改善电池操作,而不改变电池中的化学成分。 为什么我们应该关心 电池化学成分的变化?从可持续性和确保电气化需求得以满足的角度来看,寻找一个能与锂相媲美的替代化学成分是一个有吸引力的途径。问题来自于商业化:基于锂的和其他基于金属的化学成分已经被充分理解,并且已经从安全角度进行了资格认证。这使得在基本的基于锂的化学成分之上进行建设成为一个从风险和责任角度来看具有吸引力的选项。如果开发出新的化学成分并且有一条通往商业化的道路,新的化学成分将需要展示一定级别的法规遵从性以及向客户证明可靠性。 基于这些原因,电池行业材料开发者最近的焦点已经转向使用碳材料在现有电池设计中进行渐进式改进。电池设计师可以在这些新电池设计中利用现有的电池制造、测试和质量控制知识,同时仍然享受基于碳的化学成分带来的好处。 在现有电池化学成分中使用的基于碳的材料的一些主要好处包括: 正在开发以改善锂离子电池的主要基于碳的材料之一是功能化石墨,它可以容易地制造并用于构建锂离子电池系统的阳极。另一种基于碳的材料是碳纳米管,它们因其沿轴向的高弹道电荷传输而受益。当这些材料被纳入电池系统时,它们在已经可靠的电池化学成分中提供了更高的充放电速率和容量。 随着越来越多的这些电池系统进入市场,设计师可以将这些纳入他们的系统,确保您使用Octopart中的 高级搜索和过滤功能来找到您需要的所有高级组件。当您使用Octopart的电子元件搜索引擎时,您将获得最新的分销商定价数据、零件库存和零件规格,并且所有这些都可以在用户友好的界面中免费访问。 阅读文章