Kako bi se prilagodili zahtjevima za ugao antene novog proizvoda i dijelili kalupi za PCB ploče prethodne generacije, sljedeći raspored antene može se koristiti za postizanje pojačanja antene od 14dBi@77GHz i performansi zračenja od 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Korištena je ploča Rogers 4830, debljine 0,127mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Raspored antene
Na gornjoj slici korištena je mikrotrakasta mrežna antena. Mikrotrakasta mrežna antena je oblik antene formiran kaskadnim zračećim elementima i prenosnim linijama formiranim od N mikrotrakastih prstenova. Ima kompaktnu strukturu, visoko pojačanje, jednostavno napajanje i lakoću proizvodnje, te druge prednosti. Glavna metoda polarizacije je linearna polarizacija, koja je slična konvencionalnim mikrotrakastim antenama i može se obraditi tehnologijom nagrizanja. Impedancija mreže, lokacija napajanja i struktura međusobnih veza zajedno određuju raspodjelu struje kroz niz, a karakteristike zračenja zavise od geometrije mreže. Jedna veličina mreže koristi se za određivanje središnje frekvencije antene.
Proizvodi serije antenskih nizova RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analiza principa
Struja koja teče u vertikalnom smjeru elementa antenskog niza ima jednaku amplitudu i suprotan smjer, a zračenje je slabo, što ima mali utjecaj na performanse antene. Postavite širinu ćelije l1 na polovinu valne dužine i podesite visinu ćelije (h) kako biste postigli faznu razliku od 180° između a0 i b0. Za bočno zračenje, fazna razlika između tačaka a1 i b1 je 0°.
Struktura elemenata niza
Struktura feeda
Antene rešetkastog tipa obično koriste koaksijalnu strukturu napajanja, a napojni element je povezan na stražnju stranu PCB-a, tako da napojni element treba biti dizajniran kroz slojeve. Za stvarnu obradu, postojat će određena greška u tačnosti, što će utjecati na performanse. Da bi se zadovoljile fazne informacije opisane na gornjoj slici, može se koristiti planarna diferencijalna struktura napajanja, s jednakom amplitudom pobuđivanja na oba porta, ali faznom razlikom od 180°.
Koaksijalna struktura napajanja[1]
Većina mikrostripnih mrežnih antena koristi koaksijalno napajanje. Položaji napajanja mrežne antene uglavnom su podijeljeni u dvije vrste: centralno napajanje (tačka napajanja 1) i ivično napajanje (tačka napajanja 2 i tačka napajanja 3).
Tipična struktura mrežnog niza
Tokom napajanja ivice, putujući talasi se protežu preko cijele mreže na mrežnoj anteni, koja je nerezonantna jednosmjerna antena sa krajnjim plamenom. Mrežna antena se može koristiti i kao antena putujućeg talasa i kao rezonantna antena. Odabir odgovarajuće frekvencije, tačke napajanja i veličine mreže omogućava mreži da radi u različitim stanjima: putujući talas (frekventno skeniranje) i rezonancija (emisija ivice). Kao antena putujućeg talasa, mrežna antena usvaja oblik napajanja ivice, pri čemu je kratka strana mreže nešto veća od jedne trećine vođene talasne dužine, a duga strana između dva i tri puta duža od kratke strane. Struja na kratkoj strani se prenosi na drugu stranu, a postoji fazna razlika između kratkih strana. Mrežne antene putujućeg talasa (nerezonantne) zrače nagnute snopove koji odstupaju od normalnog smjera ravni mreže. Smjer snopa se mijenja sa frekvencijom i može se koristiti za skeniranje frekvencije. Kada se mrežna antena koristi kao rezonantna antena, duga i kratka strana mreže su dizajnirane da budu jedne provodne talasne dužine i polovine provodne talasne dužine centralne frekvencije, te se usvaja metoda centralnog napajanja. Trenutna struja mrežne antene u rezonantnom stanju predstavlja raspodjelu stojnog talasa. Zračenje se uglavnom generiše kratkim stranama, pri čemu duge strane djeluju kao prenosne linije. Mrežasta antena postiže bolji efekat zračenja, maksimalno zračenje je u stanju zračenja široke strane, a polarizacija je paralelna kratkoj strani mreže. Kada frekvencija odstupa od projektovane centralne frekvencije, kratka strana mreže više nije jednaka polovini vodeće talasne dužine, a dolazi do cijepanja snopa u dijagramu zračenja. [2]
Model niza i njegov 3D uzorak
Kao što je prikazano na gornjoj slici strukture antene, gdje su P1 i P2 van faze za 180°, ADS se može koristiti za shematsku simulaciju (nije modelirano u ovom članku). Diferencijalnim napajanjem napojnog porta može se posmatrati raspodjela struje na jednom elementu mreže, kao što je prikazano u principijskoj analizi. Struje u uzdužnom položaju su u suprotnim smjerovima (poništavanje), a struje u poprečnom položaju su jednake amplitude i u fazi (superpozicija).
Raspodjela struje na različitim krakovima1
Raspodjela struje na različitim krakovima 2
Gore navedeno daje kratak uvod u mrežnu antenu i dizajnira niz koristeći mikrostripnu strukturu napajanja koja radi na 77 GHz. U stvari, u skladu sa zahtjevima detekcije radara, vertikalni i horizontalni brojevi mreže mogu se smanjiti ili povećati kako bi se postigao dizajn antene pod određenim uglom. Pored toga, dužina mikrostripne dalekovodne linije može se modificirati u diferencijalnoj mreži napajanja kako bi se postigla odgovarajuća fazna razlika.
Vrijeme objave: 24. januar 2024.
