Nhƣ đã trình bày ở trên, anten mạng pha số là sự kết hợp của phần cứng hệ thống bức xạ và phần mềm điều khiển anten. Vì vậy, chế tạo anten mạng pha số không chỉ đơn giản là thiết kế chế tạo ra các mô-đun phần cứng mà cịn bao gồm q trình lập trình xây dựng các phần mềm điều khiển giúp anten có thể hoạt động hiệu quả hơn.
1.2.1 Chế tạo phần cứng cho anten mạng pha số
Phần cứng (Hình 1.9) chính là bộ xƣơng của anten mạng pha số. Nó bao gồm các thành phần chính sau: phần tử thu phát, máy phát cao tần, bộ lọc, bộ trộn, bộ khuếch đại công suất, bộ chuyển đổi ADC, DAC… Một số bộ phận chính có vai trị quan trọng đối với anten mạng pha:
- Phần tử bức xạ: Đóng vai trò trong việc thu phát các bức xạ điện từ. Đây là phần tử cơ bản nhất, đóng vai trị quan trọng nhất đối với một anten nó qui định hầu hết các thơng số cịn lại trong tồn bộ phần cứng anten và có vai trị lớn đối với đặc trƣng hƣớng của anten. Đặc trƣng của các phần tử này phụ thuộc vào vật liệu chế tạo anten, môi trƣờng bên trong của anten và thiết kế của anten. Phần tử này có thể đƣợc thiết kế theo những cách khác nhau để tạo ra các loại anten khác nhau, có đặc trƣng hƣớng phù hợp với mục đích khác sử dụng. Với anten mạng pha và anten mạng pha số thì phần tử thu phát có
thể là phần tử thu phát của bất cứ một loại anten nào. Do vậy nếu muốn nghiên cứu về phần tử thu phát của anten mạng pha số thì ta phải khảo sát tồn bộ các loại anten.
Hình 1.9 Sơ đồ phần cứng của anten mạng pha số
- Máy phát cao tần: Tạo ra tần số sóng mang để truyền tín hiệu đi xa hoặc để trộn vào tín hiệu thu đƣợc nhằm chuyển tín hiệu về trung tần. Tần số này phụ thuộc vào phần tử thu phát.
- Bộ trộn: Để trộn các tín hiệu truyền vào các sóng cao tần phục vụ việc truyền tín hiệu đi xa hoặc tách phần trung tần của tín hiệu thu đƣợc.
- Bộ khuếch đại: nhằm mục đích khuếch đại tín hiệu để nâng cơng suất. - Bộ chuyển đổi ADC/DAC: Dùng để chuyển đổi tín hiệu tƣơng tự thành tín hiệu số trong anten thu hoặc từ tín hiệu số thành tín hiệu tƣơng tự trong anten phát. Bộ phận này tạo nên sự khác biệt về phần cứng giữa anten mạng pha số với các loại anten khác. Chính bộ phận này mở ra khả năng cho phép tác động vào tín hiệu của anten thơng qua các hệ thống số.
Với đặc điểm nhƣ vậy nên, mảng phần cứng của anten mạng pha số là một mảng rất rộng. Hơn nữa do anten này sử dụng chung khá nhiều bộ phận với các loại anten truyền thống đã có khá nhiều các cơng trình nghiên cứu về vấn đề này [9-10][54]. Luận án không tập trung sâu vào phần này.
1.2.2 Xây dựng phần mềm cho anten mạng pha số
Nếu nhƣ phần cứng là bộ xƣơng, thì phần mềm chính là linh hồn của anten mạng pha số. Nó tác động lên các tín hiệu số ở lối ra của ADC hoặc lối vào của DAC nhờ đó việc xử lý số liệu với sự hỗ trợ của các hệ tính tốn mạnh đƣợc phát huy hết khả năng của mình. Chính phần mềm tạo nên khả năng điều khiển linh hoạt của anten mạng pha số. Đây là điểm khác biệt lớn nhất giữa anten mạng pha số với anten mạng pha tƣơng tự cũng nhƣ các loại anten khác.
Nhờ có phần mềm mà ta có thể thay đổi búp sóng một cách linh hoạt anten mạng pha số để loại bỏ tín hiệu từ các hƣớng có nhiễu hoặc có nguồn tín hiệu khơng mong muốn trong anten thích nghi, hoặc ƣớc lƣợng chính xác hƣớng tới của tín hiệu.
Xây dựng phần mềm cho anten mạng pha số là một vấn đề khá mới. Tuy đã đƣợc nhiều nhóm tác giả nghiên cứu [15], [16] nhƣng chƣa có nhiều kết quả và vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết trong bài toán tối ƣu các thuật tốn nhất là về khả năng tăng tốc tính tốn.