Da bi se prilagodili zahtevam po kotu antene novega izdelka in si delili kalup za plošče tiskanega vezja prejšnje generacije, se lahko uporabi naslednja postavitev antene za doseganje ojačanja antene 14dBi pri 77GHz in sevalne zmogljivosti 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Uporablja se plošča Rogers 4830, debeline 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Razporeditev antene
Na zgornji sliki je uporabljena mikrotrakasta mrežna antena. Mikrotrakasta mrežna antena je antena, ki jo tvorijo kaskadni sevalni elementi in prenosni vodi, ki jih tvorijo N mikrotrakastih obročev. Ima kompaktno strukturo, visok dobiček, preprosto napajanje in enostavno izdelavo ter druge prednosti. Glavna metoda polarizacije je linearna polarizacija, ki je podobna običajnim mikrotrakastim antenam in jo je mogoče obdelati s tehnologijo jedkanja. Impedanca mreže, lokacija napajanja in struktura medsebojnih povezav skupaj določajo porazdelitev toka po matriki, sevalne značilnosti pa so odvisne od geometrije mreže. Za določitev osrednje frekvence antene se uporablja ena sama velikost mreže.
Izdelki serije antenskih matrik RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analiza načel
Tok, ki teče v navpični smeri elementa antenske mreže, ima enako amplitudo in obratno smer, sevalna zmogljivost pa je šibka, kar le malo vpliva na delovanje antene. Širino celice l1 nastavite na polovico valovne dolžine in višino celice (h), da dosežete fazno razliko 180° med a0 in b0. Za bočno sevanje je fazna razlika med točkama a1 in b1 0°.
Struktura elementov matrike
Struktura krme
Mrežne antene običajno uporabljajo koaksialno napajalno strukturo, napajalnik pa je priključen na zadnjo stran tiskanega vezja, zato mora biti napajalnik zasnovan s plastmi. Pri dejanski obdelavi bo prišlo do določene napake natančnosti, kar bo vplivalo na delovanje. Za doseganje faznih informacij, opisanih na zgornji sliki, se lahko uporabi planarna diferencialna napajalna struktura z enako amplitudo vzbujanja na obeh vratih, vendar s fazno razliko 180°.
Koaksialna napajalna struktura[1]
Večina mikrotrakastih mrežnih anten uporablja koaksialno napajanje. Položaji napajanja mrežne antene so v glavnem razdeljeni na dve vrsti: sredinsko napajanje (točka napajanja 1) in robno napajanje (točka napajanja 2 in točka napajanja 3).
Tipična struktura mrežne matrike
Med napajanjem na robu se na mrežni anteni, ki je neresonančna enosmerna antena s končnim ognjem, raztezajo potujoči valovi čez celotno mrežo. Mrežna antena se lahko uporablja kot antena s potujočim valom in kot resonančna antena. Izbira ustrezne frekvence, napajalne točke in velikosti mreže omogoča, da mreža deluje v različnih stanjih: potujoči val (frekvenčni pregled) in resonanca (robna emisija). Kot antena s potujočim valom ima mrežna antena obliko napajanja na robu, pri čemer je kratka stran mreže nekoliko večja od ene tretjine vodene valovne dolžine, daljša stran pa je med dva- in trikratnik dolžine kratke strani. Tok na kratki strani se prenaša na drugo stran in med kratkima stranema je fazna razlika. Mrežne antene s potujočim valom (neresonančne) sevajo nagnjene žarke, ki odstopajo od normalne smeri mrežne ravnine. Smer žarka se spreminja s frekvenco in se lahko uporablja za frekvenčno skeniranje. Ko se mrežna antena uporablja kot resonančna antena, sta dolga in kratka stran mreže zasnovani tako, da imata eno prevodno valovno dolžino in polovico prevodne valovne dolžine osrednje frekvence, zato se uporabi metoda osrednjega napajanja. Trenutni tok mrežne antene v resonančnem stanju predstavlja porazdelitev stoječega vala. Sevanje v glavnem ustvarjajo kratke strani, dolge strani pa delujejo kot prenosni vodi. Mrežna antena doseže boljši sevalni učinek, največje sevanje je v stanju sevanja na široki strani, polarizacija pa je vzporedna s kratko stranjo mreže. Ko frekvenca odstopa od načrtovane osrednje frekvence, kratka stran mreže ni več enaka polovici vodilne valovne dolžine in v sevalnem diagramu pride do delitve žarka. [2]
Model polja in njegov 3D-vzorec
Kot je prikazano na zgornji sliki antenske strukture, kjer sta P1 in P2 fazno zamaknjena za 180°, se lahko ADS uporabi za shematsko simulacijo (ki v tem članku ni modelirana). Z diferencialnim napajanjem napajalne odprtine je mogoče opazovati porazdelitev toka na posameznem elementu mreže, kot je prikazano v načelni analizi. Tokovi v vzdolžnem položaju so v nasprotnih smereh (izničenje), tokovi v prečnem položaju pa so enake amplitude in v fazi (superpozicija).
Porazdelitev toka na različnih rokah1
Porazdelitev toka na različnih rokah 2
Zgornje besedilo na kratko predstavlja mrežno anteno in zasnovo antenskega niza z mikrotrakasto napajalno strukturo, ki deluje na frekvenci 77 GHz. Pravzaprav se lahko glede na zahteve za radarsko zaznavanje navpične in vodoravne številke mreže zmanjšajo ali povečajo, da se doseže zasnova antene pod določenim kotom. Poleg tega se lahko dolžina mikrotrakastega daljnovoda v diferencialnem napajalnem omrežju spremeni, da se doseže ustrezna fazna razlika.
Čas objave: 24. januar 2024
