Aby sa prispôsobili požiadavkám na uhol antény nového produktu a aby sa zdieľala predchádzajúca generácia formy na dosku plošných spojov, je možné použiť nasledujúce rozloženie antény na dosiahnutie zisku antény 14dBi pri 77GHz a vyžarovacieho výkonu 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Použitý je plech Rogers 4830 s hrúbkou 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Rozloženie antény
Na obrázku vyššie je použitá mikropásková mriežková anténa. Mikropásková mriežková anténa je anténny tvar tvorený kaskádovými vyžarovacími prvkami a prenosovými vedeniami tvorenými N mikropáskovými krúžkami. Má kompaktnú štruktúru, vysoký zisk, jednoduché napájanie a ľahkú výrobu a ďalšie výhody. Hlavnou metódou polarizácie je lineárna polarizácia, ktorá je podobná konvenčným mikropáskovým anténam a možno ju spracovať technológiou leptania. Impedancia mriežky, umiestnenie napájania a štruktúra prepojení spoločne určujú rozloženie prúdu v sústave a charakteristiky žiarenia závisia od geometrie mriežky. Na určenie stredovej 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 prvkom anténnej sústavy má rovnakú amplitúdu a opačný smer a vyžarovacia schopnosť je slabá, čo má malý vplyv na výkon antény. Nastavte šírku bunky l1 na polovicu vlnovej dĺžky a upravte výšku bunky (h) tak, aby ste dosiahli fázový rozdiel 180° medzi bodmi a0 a b0. Pre bočné žiarenie je fázový rozdiel medzi bodmi a1 a b1 0°.
Štruktúra prvkov poľa
Štruktúra krmiva
Mriežkové antény zvyčajne používajú koaxiálnu napájaciu štruktúru a napájač je pripojený k zadnej strane dosky plošných spojov, takže napájač musí byť navrhnutý cez vrstvy. Pri skutočnom spracovaní bude existovať určitá chyba presnosti, ktorá ovplyvní výkon. Na splnenie fázových informácií opísaných na obrázku vyššie je možné použiť planárnu diferenciálnu napájaciu štruktúru s rovnakou amplitúdou budenia na oboch portoch, ale s fázovým rozdielom 180°.
Štruktúra koaxiálneho napájania[1]
Väčšina mikropáskových mriežkových antén používa koaxiálne napájanie. Napájacie polohy mriežkovej antény sa delia hlavne na dva typy: stredové napájanie (bod napájania 1) a okrajové napájanie (bod napájania 2 a bod napájania 3).
Typická štruktúra mriežkového poľa
Počas napájania hranou sa na mriežkovej anténe, ktorá je nerezonančnou jednosmernou anténnou sústavou s koncovým vyžarovaním, vyskytujú postupné vlny preklenujúce celú mriežku. Mriežková anténa sa môže použiť ako anténa s postupnou vlnou aj ako rezonančná anténa. Výber vhodnej frekvencie, bodu napájania a veľkosti mriežky umožňuje mriežke pracovať v rôznych stavoch: postupná vlna (frekvenčné rozmietanie) a rezonancia (emisia na hrane). Ako anténa s postupnou vlnou prijíma mriežková anténa tvar napájania na hrane, pričom krátka strana mriežky je o niečo väčšia ako jedna tretina vedenej vlnovej dĺžky a dlhá strana je medzi dvojnásobkom a trojnásobkom dĺžky krátkej strany. Prúd na krátkej strane sa prenáša na druhú stranu a medzi krátkymi stranami je fázový rozdiel. Mriežkové antény s postupnou vlnou (nerezonančné) vyžarujú naklonené lúče, ktoré sa odchyľujú od normálu roviny mriežky. Smer lúča sa mení s frekvenciou a možno ho použiť na frekvenčné skenovanie. Keď sa mriežková anténa používa ako rezonančná anténa, dlhá a krátka strana mriežky sú navrhnuté tak, aby mali jednu vodivú vlnovú dĺžku a polovicu vodivej vlnovej dĺžky centrálnej frekvencie a používa 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 dosahuje lepší vyžarovací efekt, maximálne vyžarovanie je v stave vyžarovania na širokej strane a polarizácia je rovnobežná s krátkou stranou mriežky. Keď sa frekvencia odchýli od navrhnutej stredovej frekvencie, krátka strana mriežky už nie je polovica vodivej vlnovej dĺžky a v 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 fázovo posunuté o 180°, ADS je možné použiť na schematickú simuláciu (v tomto článku nie je modelované). Diferenciálnym napájaním napájacieho portu je možné pozorovať rozloženie prúdu na jednom mriežkovom prvku, ako je znázornené v princípovej analýze. Prúdy v pozdĺžnej polohe sú v opačných smeroch (zrušenie) a prúdy v priečnej polohe majú rovnakú amplitúdu a sú vo fáze (superpozícia).
Rozloženie prúdu na rôznych ramenách1
Rozloženie prúdu na rôznych ramenách 2
Vyššie uvedené poskytuje stručný úvod do mriežkovej antény a navrhuje sústavu antén s mikropáskovým napájaním pracujúcou na frekvencii 77 GHz. V skutočnosti je možné v závislosti od požiadaviek radarovej detekcie znížiť alebo zvýšiť vertikálne a horizontálne čísla mriežky, aby sa dosiahol návrh antény pod špecifickým uhlom. Okrem toho je možné upraviť dĺžku mikropáskového prenosového vedenia v diferenciálnej napájacej sieti, aby sa dosiahol zodpovedajúci fázový rozdiel.
Čas uverejnenia: 24. januára 2024
