Akıllı Anten Nedir? Akıllı Anten Sistemleri

Sinyal gecikmeleri ve kopmaları klasik anten sistemlerinde sıkça yaşanan problemler arasındadır. Bu sorunların önüne geçmek için yeni metotlar ve akıllı anten sistemleri geliştirildi. Peki nedir bu akıllı anten sistemleri? Cevabı ve daha fazlası yazımızın devamında.

A- A+

20.03.2019 tarihli yazı 9531 kez okunmuştur.

Kablosuz haberleşme sistemleri, her geçen gün artan kullanıcı sayısı ve kullanıcı işlemlerine cevap verebilmek için kullandığı teknolojik altyapıyı sürekli geliştirir. Daha fazla kullanıcı, daha fazla veri alışverişi anlamına gelirken; bu devasa verinin kayıpsız ve zaman kaybı yaşanmadan aktarılması gerekir. Bu doğrultuda veri alışverişini kayıpsız ve daha kazançlı hale getirmek için klasik anten sistemlerinin yeterli olmadığı görüldü ve yerine geliştirilen akıllı anten sistemleri kullanılmaya başlandı.

Akıllı antenler; anten dizinlerinden oluşan, sinyal işleme özelliğine sahip olarak sinyallerin uzaydan geliş yönlerini tanımlayabilen ve hüzmeleme tekniğini kullanan sistemlerdir. Klasik antenlere göre yüksek veri hızlarına ve parazit sinyalleri yüksek oranda engelleme özelliklerine sahiptir. Klasik anten sistemleri alıcı veya verici için tek bir anten, yani SISO (single-input, single-output) tekli-giriş, tekli-çıkış metoduna dayalıdır. Bu metot ile transfer edilen sinyal, fiziksel çevre şartlarından etkilenir ve karşı tarafa geç ve kayıplı gider.

Akıllı antenler SISO teknolojisinin dışında, SIMO (tekli giriş, çoklu çıkış), MISO (çoklu giriş, tek çıkış) ve MIMO (çoklu giriş, çoklu çıkış) metotlarını kullanır. Bu metotlar ile, özellikle MIMO, birden fazla anten kullanılarak transfer edilecek verilerin kayıpları önlenir, geç ulaşma sorunları büyük oranda azaltılır.

►İlginizi Çekebilir: Mikroşerit Yama Anten ve Uygulamaları

Akıllı anten sistemlerinde öne çıkan iki önemli özellik mevcuttur.

►Geliş Yönü Tahmini (DOE): Akıllı antenleri klasik antenlerden ayıran en önemli özellik olan geliş yönü tahmini; anten yapısındaki işlemciler ile sinyalin geliş yönünü hesaplayarak, sinyali kayıpsız almayı sağlar. Ve bu sayede anten kazancını artırır.

►Işın demeti yönlendirmesi (beamforming): Bu teknoloji ile iki anten arasında sinyal alışverişi yapılırken, sinyalin her yöne yayılması engellenir. Sinyal direk olarak dar bir aralıkta gönderilir. Böylelikle sinyal kesilmeleri azaltılır, menzili artırılır.

Akıllı anten sistemlerinin detaylarına bakacak olursak; anahtarlamalı anten sistemi (switched beam) ve uyarlanabilir anten sistemi (adaptive) olmak üzere iki farklı anten tipi bulunur.

Akıllı Anten Türleri

a) Anahtarlamalı Anten Sistemi (Switched Beam)

Bu anten sisteminin yapısında, hali hazırda belirlenmiş olan sabit ışın demetleri (hüzme) bulunur. Yapısındaki kontrol hücresi, gelen sinyali tespit ederek uygun olan sabit hüzmeyi seçer ve sinyali o hüzme ile alır. Gelen sinyal hareket ederse, ona daha uygun bir başka sabit hüzmeyi kullanır. Herhangi bir bağlantı süreksizliğine sebep olmadan veri alışverişi sağlanır ve her yönde sinyal alışverişi olmadığı için aynı anda başka sinyallerin kullanımına imkan verir.

►İlginizi Çekebilir: Antenler ve Çeşitleri

b) Uyarlamalı Anten Sistemi (Adaptive Antenna)

Bu tip anten sistemlerinde sinyal işleme algoritmaları kullanılarak sinyal, parazit sinyallerden ayırt edilir ve geliş yönü hesaplanır. Bu sayede sinyal kayıpsız ve tam güçte alınır. Geliş yönü hesaplaması gerçek zamanlı olup, anten aktif oldukça çalışmaya devam eder.
Uyarlamalı anten sonsuz hüzme sayısına sahip olduğu için, gerçek sinyalin alınacağı yön tam olarak hesaplandığından parazit girişimi en aza indirgenir. Bu özelliğiyle anahtarlamalı anten sistemlerine nispeten daha iyi parazit sinyal korunumu yapar.

►İlginizi Çekebilir: Sayısal İşaret İşleme Konvolüsyon

Akıllı anten sistemlerinin avantaj ve dezavantajlarına bakacak olursak;

►Sinyal geliş yönünün hesaplanması yöntemi ile daha az enerji tüketimi yaparak, batarya ömrü uzatılır.
►Işın demeti yönlendirmesi (beamforming) yöntemi ile yüksek sinyal menziline ulaşılır.
►Klasik anten sistemlerine göre parazit sinyal girişimleri çok büyük ölçüde önlenir.
►Fakat diğer taraftan, kontrol devresi gibi karışık cihaz yapısına sahip oldukları için klasik anten sistemlerine göre daha maliyetlidirler.

Son olarak akıllı anten sistemleri;

►Kablosuz internet bağlantı cihazlarında,
►GPS sistemlerinde,
►Mobil geniş bant uygulamalarında,
►RFID uygulamalarında sıkça kullanılır.

Kaynak:

►electronics-notes.com

►circuitstoday.com

►sabanciuniv.edu