Aby sa prispôsobili požiadavkám na uhol antény nového produktu a zdieľali formu dosky PCB predchádzajúcej generácie, je možné použiť nasledujúce rozloženie antény na dosiahnutie zisku antény 14dBi@77GHz a výkonu žiarenia 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Použitie dosky Rogers 4830, hrúbka 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Rozloženie antény
Na obrázku vyššie je použitá mikropásková mriežková anténa. Mikropásiková mriežková anténa je forma antény tvorená kaskádovými vyžarovacími prvkami a prenosovými vedeniami tvorenými N mikropáskových krúžkov. Má kompaktnú štruktúru, vysoký zisk, jednoduché kŕmenie a jednoduchosť výroby a ďalšie výhody. Hlavnou metódou polarizácie je lineárna polarizácia, ktorá je podobná bežným mikropáskovým anténam a je spracovateľná technológiou leptania. Impedancia siete, umiestnenie napájania a štruktúra prepojenia spolu určujú distribúciu prúdu v poli a charakteristiky žiarenia závisia od geometrie siete. Na určenie strednej frekvencie antény sa používa jedna veľkosť mriežky.
Produkty série antén RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analýza princípov
Prúd tečúci vo vertikálnom smere prvku poľa má rovnakú amplitúdu a opačný smer a vyžarovacia schopnosť je slabá, čo má malý vplyv na výkon antény. Nastavte šírku bunky l1 na polovičnú vlnovú dĺžku a nastavte výšku bunky (h), aby ste dosiahli fázový rozdiel 180° medzi a0 a b0. Pre širokostranné žiarenie je fázový rozdiel medzi bodmi a1 a b1 0°.
Štruktúra prvkov poľa
Štruktúra krmiva
Antény typu mriežky zvyčajne používajú koaxiálnu štruktúru napájania a podávač je pripojený k zadnej časti dosky plošných spojov, takže podávač musí byť navrhnutý cez vrstvy. Pri skutočnom spracovaní sa vyskytne určitá chyba presnosti, ktorá ovplyvní výkon. Aby sa splnili informácie o fáze opísané na obrázku vyššie, môže sa použiť rovinná diferenciálna napájacia štruktúra s rovnakou amplitúdou budenia na dvoch portoch, ale s fázovým rozdielom 180°.
Koaxiálna štruktúra prívodu[1]
Väčšina mikropáskových mriežkových antén používa koaxiálne napájanie. Polohy napájania mriežkovej antény sa delia hlavne na dva typy: stredové napájanie (napájací bod 1) a okrajové napájanie (napájací bod 2 a napájací bod 3).
Typická štruktúra mriežkového poľa
Počas okrajového napájania sa vlny šíria po celej mriežke na anténe mriežkového poľa, čo je nerezonančné jednosmerné pole koncového ohňa. Mriežkovú anténu možno použiť ako anténu s postupnou vlnou aj ako rezonančnú anténu. Výber vhodnej frekvencie, prívodného bodu a veľkosti mriežky umožňuje, aby mriežka fungovala v rôznych stavoch: postupná vlna (frekvenčný pohyb) a rezonancia (emisia na okraji). Ako anténa s pohyblivou vlnou má mriežková anténa formu napájania z okraja, pričom krátka strana mriežky je o niečo väčšia ako jedna tretina riadenej vlnovej dĺžky a dlhá strana medzi dvojnásobkom a trojnásobkom dĺžky krátkej strany. . Prúd na krátkej strane sa prenáša na druhú stranu a medzi krátkymi stranami je fázový rozdiel. Antény s pohyblivou vlnou (nerezonančné) vyžarujú naklonené lúče, ktoré sa odchyľujú od normálneho smeru roviny mriežky. Smer lúča sa mení s frekvenciou a možno ho použiť na frekvenčné skenovanie. Keď sa mriežková anténa používa ako rezonančná anténa, dlhé a krátke strany mriežky sú navrhnuté tak, aby mali jednu vodivú vlnovú dĺžku a polovicu vodivej vlnovej dĺžky centrálnej frekvencie a prijala sa metóda centrálneho napájania. Okamžitý prúd mriežkovej antény v rezonančnom stave predstavuje rozloženie stojatej vlny. Žiarenie je generované hlavne krátkymi stranami, pričom dlhé strany fungujú ako prenosové vedenia. Mriežková anténa získava lepší vyžarovací efekt, maximum vyžarovania je v širokom vyžarovaní a polarizácia je rovnobežná s krátkou stranou mriežky. Keď sa frekvencia odchyľuje od navrhovanej stredovej frekvencie, krátka strana mriežky už nie je polovicou vodiacej vlnovej dĺžky a vo vyžarovacom diagrame dochádza k rozdeleniu lúča. [2]
Model poľa a jeho 3D vzor
Ako je znázornené na vyššie uvedenom obrázku štruktúry antény, kde P1 a P2 sú o 180° mimo fázy, ADS možno použiť na schematickú simuláciu (nie je modelovaná v tomto článku). Rozdielnym napájaním napájacieho portu je možné pozorovať rozdelenie prúdu na jeden prvok mriežky, ako je znázornené v analýze princípu. Prúdy v pozdĺžnej polohe sú v opačných smeroch (zrušenie) a prúdy v priečnej polohe majú rovnakú amplitúdu a fázu (superpozícia).
Rozloženie prúdu na rôznych ramenách1
Rozloženie prúdu na rôznych ramenách 2
Vyššie uvedené poskytuje krátky úvod do mriežkovej antény a navrhuje pole pomocou mikropáskovej napájacej štruktúry pracujúcej na 77 GHz. V skutočnosti, podľa požiadaviek radarovej detekcie, vertikálne a horizontálne čísla mriežky môžu byť znížené alebo zvýšené, aby sa dosiahol dizajn antény v špecifickom uhle. Okrem toho môže byť dĺžka mikropáskového prenosového vedenia modifikovaná v diferenciálnej napájacej sieti, aby sa dosiahol zodpovedajúci fázový rozdiel.
Čas odoslania: 24. januára 2024
