Pentru a se adapta cerințelor privind unghiul antenei noului produs și pentru a împărtăși matrița de placă PCB din generația anterioară, următoarea configurație a antenei poate fi utilizată pentru a obține un câștig al antenei de 14dBi@77GHz și o performanță de radiație de 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Se utilizează o placă Rogers 4830, grosime 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Dispunerea antenei
În figura de mai sus, se utilizează o antenă de tip grilă microstrip. Antena de tip matrice de grilă microstrip este o formă de antenă formată din elemente radiante în cascadă și linii de transmisie formate din N inele microstrip. Are o structură compactă, câștig ridicat, alimentare simplă, ușurință în fabricație și alte avantaje. Principala metodă de polarizare este polarizarea liniară, care este similară cu antenele microstrip convenționale și poate fi procesată prin tehnologia de gravare. Impedanța grilei, locația de alimentare și structura de interconectare determină împreună distribuția curentului pe matrice, iar caracteristicile radiației depind de geometria grilei. O singură dimensiune a grilei este utilizată pentru a determina frecvența centrală a antenei.
Produse din seria de antene matriceale RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analiza principiilor
Curentul care curge în direcția verticală a elementului de rețea are amplitudine egală și direcție inversă, iar capacitatea de radiație este slabă, ceea ce are un impact redus asupra performanței antenei. Setați lățimea celulei l1 la jumătate din lungimea de undă și ajustați înălțimea celulei (h) pentru a obține o diferență de fază de 180° între a0 și b0. Pentru radiația laterală, diferența de fază dintre punctele a1 și b1 este de 0°.
Structura elementelor de matrice
Structura hranei pentru animale
Antenele de tip grilă utilizează de obicei o structură de alimentare coaxială, iar alimentatorul este conectat la spatele PCB-ului, astfel încât alimentatorul trebuie proiectat prin straturi. Pentru procesarea efectivă, va exista o anumită eroare de precizie, care va afecta performanța. Pentru a îndeplini informațiile de fază descrise în figura de mai sus, se poate utiliza o structură de alimentare diferențială planară, cu excitație de amplitudine egală la cele două porturi, dar o diferență de fază de 180°.
Structura de alimentare coaxială[1]
Majoritatea antenelor microstrip grid matrice utilizează alimentare coaxială. Pozițiile de alimentare ale antenei grid matrice sunt împărțite în principal în două tipuri: alimentare centrală (punctul de alimentare 1) și alimentare laterală (punctul de alimentare 2 și punctul de alimentare 3).
Structura tipică a grilei
În timpul alimentării pe margine, există unde călătoare care se întind pe întreaga grilă a antenei matriceale, care este o matrice unidirecțională nerezonantă cu foc de capăt. Antena matriceală poate fi utilizată atât ca antenă cu undă călătoare, cât și ca antenă rezonantă. Selectarea frecvenței, a punctului de alimentare și a dimensiunii grilei adecvate permite grilei să funcționeze în diferite stări: undă călătoare (balai de frecvență) și rezonanță (emisie pe margine). Ca antenă cu undă călătoare, antena matriceală adoptă o formă de alimentare cu alimentare pe margine, cu latura scurtă a grilei puțin mai mare decât o treime din lungimea de undă ghidată, iar latura lungă între două și trei ori lungimea laturii scurte. Curentul de pe latura scurtă este transmis către cealaltă parte și există o diferență de fază între laturile scurte. Antenele grilă cu undă călătoare (nerezonante) radiază fascicule înclinate care deviază de la direcția normală a planului grilei. Direcția fasciculului se schimbă odată cu frecvența și poate fi utilizată pentru scanarea frecvenței. Când antena grilă este utilizată ca antenă rezonantă, laturile lungi și scurte ale grilei sunt proiectate să aibă o lungime de undă conductivă și jumătate din lungimea de undă conductivă a frecvenței centrale, adoptând metoda de alimentare centrală. Curentul instantaneu al antenei grilă în starea rezonantă prezintă o distribuție a undei staționare. Radiația este generată în principal de laturile scurte, laturile lungi acționând ca linii de transmisie. Antena grilă obține un efect de radiație mai bun, radiația maximă este în starea de radiație a laturii largi, iar polarizarea este paralelă cu latura scurtă a grilei. Când frecvența deviază de la frecvența centrală proiectată, latura scurtă a grilei nu mai are jumătate din lungimea de undă de ghidare, iar divizarea fasciculului are loc în diagrama de radiație. [2]
Modelul de matrice și modelul său 3D
Așa cum se arată în figura de mai sus a structurii antenei, unde P1 și P2 sunt defazate cu 180°, ADS poate fi utilizat pentru simulare schematică (nemodelată în acest articol). Prin alimentarea diferențială a portului de alimentare, se poate observa distribuția curentului pe un singur element al grilei, așa cum se arată în analiza de principiu. Curenții în poziția longitudinală sunt în direcții opuse (anulare), iar curenții în poziția transversală sunt de amplitudine egală și în fază (suprapunere).
Distribuția curentului pe diferite brațe1
Distribuția curentului pe diferite brațe 2
Cele de mai sus oferă o scurtă introducere în antena de tip grilă și proiectează o matrice folosind o structură de alimentare microstrip care funcționează la 77 GHz. De fapt, în funcție de cerințele de detectare radar, numerele verticale și orizontale ale grilei pot fi reduse sau crescute pentru a obține un design al antenei la un anumit unghi. În plus, lungimea liniei de transmisie microstrip poate fi modificată în rețeaua de alimentare diferențială pentru a obține diferența de fază corespunzătoare.
Data publicării: 24 ian. 2024
