La dirección del haz es una técnica para cambiar la dirección del lóbulo principal de un patrón de radiación .
En los sistemas de radio y radar , la dirección del haz se puede lograr cambiando los elementos de la antena o modificando las fases relativas de las señales de RF que impulsan los elementos. Como resultado, esto dirige la señal de transmisión hacia un receptor deseado. En los últimos días, la dirección del haz está desempeñando un papel importante en la comunicación 5G debido a la naturaleza cuasi-óptica de las frecuencias 5G. [1]
En acústica , la dirección del haz se utiliza para dirigir el audio desde los altavoces a una ubicación específica en el área de escucha. Esto se hace cambiando la magnitud y la fase de dos o más altavoces instalados en una columna donde el sonido combinado se suma y se cancela en la posición requerida. Comercialmente, este tipo de disposición de altavoces se conoce como matriz lineal . Esta técnica ha existido durante muchos años, pero desde la aparición de la tecnología moderna de procesamiento de señales digitales (DSP) ahora hay muchos productos disponibles comercialmente en el mercado. La dirección del haz y el control de la directividad mediante DSP fueron pioneros a principios de la década de 1990 de Duran Audio, que lanzó una tecnología llamada DDC (control de directividad digital).
En los sistemas ópticos , la dirección del haz se puede lograr modificando el índice de refracción del medio a través del cual se transmite el haz o mediante el uso de espejos , prismas , lentes o rejillas de difracción giratorias. Entre los ejemplos de enfoques de dirección del haz óptico se incluyen los cardanes mecánicos basados en espejos o las unidades de dirección del haz, los mecanismos galvanométricos que hacen girar los espejos, los prismas de Risley, las ópticas de matriz en fase y los sistemas microelectromecánicos que utilizan microespejos.
Fuente: Norma Federal 1037C
El alcance de las tecnologías de dirección de haz se ha ampliado significativamente con innovaciones que sirven tanto a las aplicaciones tradicionales como a las demandas emergentes en campos como la comunicación por satélite, el radar y las redes 5G. [2] [3] Los métodos tradicionales como los reflectores parabólicos y los arreglos en fase ahora se complementan con antenas Reflectarray (RA) [4] y Transmitarray (TA) [5] . Estos diseños sirven como alternativas planas de alta ganancia con ventajas en costo, eficiencia y escalabilidad, cumpliendo con los requisitos modernos para sistemas compactos y livianos. Uno de los últimos enfoques en la dirección de haz involucra el Meta-Steering de Campo Cercano (NFMS), [6] que utiliza metasuperficies de gradiente de fase colocadas muy cerca de una antena de alimentación. Este método logra la dirección del haz 3D al emplear estructuras compactas que permiten un control de gran ángulo tanto sobre la elevación como sobre el acimut, lo que demuestra ser muy eficaz para sistemas donde el espacio y la altura del perfil están restringidos.
La dirección del haz también ha encontrado aplicaciones esenciales en comunicaciones de alta velocidad y sin interferencias para los mercados de defensa y civiles. Los sistemas de comunicación basados en satélites, por ejemplo, requieren capacidades de dirección del haz de banda dual para manejar flujos de datos de enlace ascendente y descendente simultáneamente. [7] [2] [3] El desarrollo de antenas con dirección del haz para sistemas de comunicación por satélite en movimiento (SOTM) [7] destaca la necesidad de antenas que no solo sean eficientes sino también livianas, de perfil bajo y rentables. Aún quedan desafíos, entre ellos abordar las limitaciones de costos y lograr velocidades de escaneo más altas y anchos de banda más amplios. [7]