Aby se přizpůsobilo požadavkům na úhel antény nového produktu a sdílelo formu desek plošných spojů předchozí generace, lze použít následující uspořádání antény k dosažení zisku antény 14dBi při 77GHz a vyzařovacího výkonu 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Použita je deska Rogers 4830 o tloušťce 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Rozložení antény
Na výše uvedeném obrázku je použita mikropásková mřížková anténa. Mikropásková mřížková anténa je anténní tvar tvořený kaskádovitým zapojením vyzařovacích prvků a přenosových vedení tvořených N mikropáskovými prstenci. Má kompaktní strukturu, vysoký zisk, jednoduché napájení a snadnou výrobu a další výhody. Hlavní metodou polarizace je lineární polarizace, která je podobná konvenčním mikropáskovým anténám a lze ji zpracovat technologií leptání. Impedance mřížky, umístění napájení a struktura propojení společně určují rozložení proudu v poli a vyzařovací charakteristiky závisí na geometrii mřížky. Pro určení střední frekvence antény se používá jedna velikost mřížky.
Produkty řady anténních soustav RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analýza principů
Proud tekoucí ve vertikálním směru prvkem anténní soustavy má stejnou amplitudu a opačný směr a vyzařovací schopnost je slabá, což má malý vliv na výkon antény. Nastavte šířku buňky l1 na poloviční vlnovou délku a upravte výšku buňky (h) tak, abyste dosáhli fázového rozdílu 180° mezi body a0 a b0. Pro záření do strany je fázový rozdíl mezi body a1 a b1 0°.
Struktura prvků pole
Struktura krmiva
Mřížkové antény obvykle používají koaxiální napájecí strukturu a napájecí zdroj je připojen k zadní straně desky plošných spojů, takže napájecí zdroj musí být navržen prostřednictvím vrstev. Pro skutečné zpracování bude existovat určitá chyba přesnosti, která ovlivní výkon. Aby bylo možné splnit fázové informace popsané na výše uvedeném obrázku, lze použít planární diferenciální napájecí strukturu se stejnou amplitudou buzení na obou portech, ale s fázovým rozdílem 180°.
Struktura koaxiálního napájení[1]
Většina mikropáskových mřížkových antén používá koaxiální napájení. Napájecí pozice mřížkové antény se dělí hlavně na dva typy: středové napájení (napájecí bod 1) a okrajové napájení (napájecí bod 2 a napájecí bod 3).
Typická struktura mřížkového pole
Během napájení hranou se na mřížkové anténě, která je nerezonanční jednosměrnou anténní soustavou s koncovým vyzařováním, šíří postupné vlny po celé mřížce. Mřížková anténa může být použita jak jako anténa s postupnou vlnou, tak jako rezonanční anténa. Výběr vhodné frekvence, napájecího bodu a velikosti mřížky umožňuje mřížce pracovat v různých stavech: postupná vlna (rozmítání frekvence) a rezonance (emise na hraně). Jako anténa s postupnou vlnou má mřížková anténa tvar napájení na hraně, přičemž krátká strana mřížky je o něco větší než jedna třetina vedené vlnové délky a dlouhá strana je mezi dvěma a trojnásobkem délky krátké strany. Proud na krátké straně se přenáší na druhou stranu a mezi krátkými stranami je fázový rozdíl. Mřížkové antény s postupnou vlnou (nerezonanční) vyzařují nakloněné paprsky, které se odchylují od normálu roviny mřížky. Směr paprsku se mění s frekvencí a lze jej použít pro skenování frekvence. Pokud se mřížková anténa používá jako rezonanční anténa, dlouhá a krátká strana mřížky jsou navrženy tak, aby měly jednu vodivou vlnovou délku a polovinu vodivé vlnové délky centrální frekvence, a je použita metoda centrálního napájení. Okamžitý proud mřížkové antény v rezonančním stavu vykazuje rozložení stojatých vln. Záření je generováno převážně krátkými stranami, přičemž dlouhé strany fungují jako přenosové vedení. Mřížková anténa dosahuje lepšího vyzařovacího efektu, maximální vyzařování je ve stavu vyzařování na široké straně a polarizace je rovnoběžná s krátkou stranou mřížky. Když se frekvence odchýlí od navržené střední frekvence, krátká strana mřížky již není o polovinu vodivé vlnové délky a dochází k rozdělení paprsku ve vyzařovacím diagramu. [2]
Model pole a jeho 3D vzor
Jak je znázorněno na výše uvedeném obrázku anténní struktury, kde P1 a P2 jsou fázově posunuty o 180°, lze pro schematickou simulaci (v tomto článku není modelováno) použít ADS. Diferenciálním napájením napájecího portu lze pozorovat rozložení proudu na jednom prvku mřížky, jak je znázorněno v principiální analýze. Proudy v podélné poloze jsou v opačných směrech (zrušení) a proudy v příčné poloze mají stejnou amplitudu a jsou ve fázi (superpozice).
Rozložení proudu na různých ramenech1
Rozložení proudu na různých ramenech 2
Výše uvedené poskytuje stručný úvod do mřížkové antény a navrhuje soustavu antén s mikropáskovým napájecím vedením pracující na frekvenci 77 GHz. Ve skutečnosti lze v závislosti na požadavcích radarové detekce zmenšit nebo zvětšit vertikální a horizontální čísla mřížky, aby se dosáhlo konstrukce antény pod určitým úhlem. Kromě toho lze v diferenciální napájecí síti upravit délku mikropáskového přenosového vedení, aby se dosáhlo odpovídajícího fázového rozdílu.
Čas zveřejnění: 24. ledna 2024
