Kako bi se prilagodili zahtjevima kuta antene za novi proizvod i dijelili prethodnu generaciju kalupa PCB ploče, sljedeći raspored antene može se koristiti za postizanje pojačanja antene od 14dBi@77GHz i učinkovitost zračenja od 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Korištenje ploče Rogers 4830, debljine 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Raspored antene
Na gornjoj slici koristi se mikrotrakasta rešetkasta antena. Mikrotrakasta rešetkasta antena oblik je antene koju čine kaskadni elementi koji zrače i prijenosne linije koje oblikuje N mikrotrakastih prstenova. Ima kompaktnu strukturu, visok dobitak, jednostavno hranjenje i jednostavnost proizvodnje i druge prednosti. Glavna metoda polarizacije je linearna polarizacija, koja je slična konvencionalnim mikrotrakastim antenama i može se obraditi tehnologijom jetkanja. Impedancija mreže, mjesto napajanja i struktura međusobnog povezivanja zajedno određuju raspodjelu struje po nizu, a karakteristike zračenja ovise o geometriji mreže. Za određivanje središnje frekvencije antene koristi se jedna veličina mreže.
Proizvodi serije RFMISO antenskih nizova:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Načelna analiza
Struja koja teče u okomitom smjeru elementa niza ima jednaku amplitudu i obrnuti smjer, a sposobnost zračenja je slaba, što malo utječe na performanse antene. Postavite širinu ćelije l1 na polovicu valne duljine i podesite visinu ćelije (h) da postignete faznu razliku od 180° između a0 i b0. Za širokostrano zračenje, fazna razlika između točaka a1 i b1 je 0°.
Struktura elemenata niza
Struktura hrane
Mrežaste antene obično koriste koaksijalnu strukturu dovoda, a dovod je spojen na stražnju stranu PCB-a, tako da dovod treba biti dizajniran kroz slojeve. Za stvarnu obradu bit će određena pogreška u točnosti, što će utjecati na izvedbu. Kako bi se zadovoljile informacije o fazi opisane na gornjoj slici, može se koristiti planarna struktura diferencijalnog napajanja, s jednakom amplitudom pobude na dva priključka, ali s faznom razlikom od 180°.
Struktura koaksijalnog napajanja[1]
Većina mikrotrakastih rešetkastih antena koristi koaksijalno napajanje. Položaji napajanja mrežnog antenskog niza uglavnom se dijele na dvije vrste: središnje napajanje (točka napajanja 1) i napajanje ruba (točka napajanja 2 i točka napajanja 3).
Tipična struktura rešetkastog niza
Tijekom rubnog dodavanja, postoje putujući valovi koji se protežu kroz cijelu rešetku na rešetkastom antenskom nizu, koji je nerezonantni jednosmjerni end-fire niz. Mrežasti antenski niz može se koristiti i kao antena na putujućem valu i kao rezonantna antena. Odabir odgovarajuće frekvencije, točke napajanja i veličine rešetke omogućuje mreži rad u različitim stanjima: putujući val (frekvencijski pomak) i rezonancija (rubna emisija). Kao antena s putujućim valom, rešetkasti antenski niz usvaja oblik napajanja s rubom, s kratkom stranom rešetke nešto većom od jedne trećine vođene valne duljine, a dugom stranom između dva do tri puta duljine kratke strane. . Struja na kratkoj strani prenosi se na drugu stranu, a između kratkih strana postoji fazna razlika. Mrežaste antene s putujućim valom (nerezonantne) zrače nagnute zrake koje odstupaju od normalnog smjera ravnine rešetke. Smjer snopa se mijenja s frekvencijom i može se koristiti za skeniranje frekvencije. Kada se rešetkasti antenski niz koristi kao rezonantna antena, duga i kratka strana rešetke dizajnirane su tako da budu jedna vodljiva valna duljina i polovica vodljive valne duljine središnje frekvencije, a usvojena je metoda središnjeg napajanja. Trenutna struja mrežne antene u rezonantnom stanju predstavlja distribuciju stojnog vala. Zračenje uglavnom stvaraju kratke strane, dok duge strane djeluju kao vodovi za prijenos. Mrežasta antena ima bolji učinak zračenja, maksimalno zračenje je u stanju zračenja široke strane, a polarizacija je paralelna s kratkom stranom rešetke. Kada frekvencija odstupa od projektirane središnje frekvencije, kratka strana rešetke više nije polovica valne duljine vodiča i dolazi do cijepanja snopa u uzorku zračenja. [2]
Model polja i njegov 3D uzorak
Kao što je prikazano na gornjoj slici strukture antene, gdje su P1 i P2 180° izvan faze, ADS se može koristiti za shematsku simulaciju (nije modelirana u ovom članku). Različitim napajanjem priključka za napajanje može se promatrati raspodjela struje na jednom elementu mreže, kao što je prikazano u načelnoj analizi. Struje u uzdužnom položaju su suprotnih smjerova (poništenje), a struje u poprečnom su jednake amplitude iu fazi (superpozicija).
Raspodjela struje na različitim krakovima1
Raspodjela struje na različite ruke 2
Gore navedeno daje kratak uvod u mrežnu antenu i dizajnira niz pomoću mikrotrakaste strukture napajanja koja radi na 77 GHz. Zapravo, u skladu sa zahtjevima radarske detekcije, okomiti i vodoravni brojevi mreže mogu se smanjiti ili povećati kako bi se postigla konstrukcija antene pod određenim kutom. Osim toga, duljina mikrotrakaste prijenosne linije može se modificirati u mreži diferencijalnog napajanja kako bi se postigla odgovarajuća fazna razlika.
Vrijeme objave: 24. siječnja 2024
