Щоб адаптуватися до вимог до кута антени нового продукту та використовувати форму для друкованої плати попереднього покоління, можна використовувати наступну схему антени для досягнення коефіцієнта посилення антени 14 дБі на 77 ГГц та характеристик випромінювання 3 дБ_Е/H_Ширина променя=40°. Використовується пластина Rogers 4830, товщина 0,127 мм, Dk=3,25, Df=0,0033.
Схема розташування антени
На наведеному вище рисунку використовується мікросмужкова сітчаста антена. Мікросмужкова сітчаста антена являє собою антену, утворену каскадуванням випромінювальних елементів та ліній передачі, утворених N мікросмужковими кільцями. Вона має компактну структуру, високий коефіцієнт посилення, просте живлення та легкість виготовлення, а також інші переваги. Основним методом поляризації є лінійна поляризація, яка подібна до звичайних мікросмужкових антен і може бути оброблена технологією травлення. Імпеданс сітки, розташування живлення та структура з'єднань разом визначають розподіл струму по решітці, а характеристики випромінювання залежать від геометрії сітки. Для визначення центральної частоти антени використовується один розмір сітки.
Продукція серії антенних решіток RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-ПА1075145-32
RM-SWA910-22
RM-ПА10145-30
Аналіз принципів
Струм, що протікає у вертикальному напрямку елемента решітки, має однакову амплітуду та зворотний напрямок, а випромінювальна здатність слабка, що мало впливає на характеристики антени. Встановіть ширину комірки l1 на половину довжини хвилі та відрегулюйте висоту комірки (h), щоб досягти різниці фаз 180° між a0 та b0. Для бічного випромінювання різниця фаз між точками a1 та b1 становить 0°.
Структура елементів масиву
Структура корму
Антени сітчастого типу зазвичай використовують коаксіальну структуру живлення, а фідер підключений до задньої частини друкованої плати, тому фідер потрібно проектувати через шари. Для фактичної обробки буде певна похибка точності, яка вплине на продуктивність. Щоб відповідати фазовим вимогам, описаним на рисунку вище, можна використовувати планарну диференціальну структуру живлення з однаковою амплітудою збудження на обох портах, але різницею фаз 180°.
Коаксіальна структура живлення[1]
Більшість мікросмужкових сітчастих антен використовують коаксіальне живлення. Позиції живлення сітчастої антени в основному поділяються на два типи: центральне живлення (точка живлення 1) та крайове живлення (точка живлення 2 та точка живлення 3).
Типова структура сітчастого масиву
Під час живлення по краях, на сітчастій антені, яка є нерезонансною однонаправленою решіткою з торцевим випромінюванням, по всій сітці проходять біжучі хвилі. Сітчасту антену можна використовувати як антену біжучої хвилі, так і як резонансну антену. Вибір відповідної частоти, точки живлення та розміру сітки дозволяє сітці працювати в різних станах: біжуча хвиля (розгортка частоти) та резонанс (випромінювання по краях). Як антена біжучої хвилі, сітчаста антена має форму живлення по краях, причому коротка сторона сітки трохи більша за одну третину керованої довжини хвилі, а довга сторона в два-три рази перевищує довжину короткої сторони. Струм на короткій стороні передається на іншу сторону, і між короткими сторонами існує різниця фаз. Сітчасті антени біжучої хвилі (нерезонансні) випромінюють похилі промені, які відхиляються від нормального напрямку площини сітки. Напрямок променя змінюється з частотою і може бути використаний для сканування частоти. Коли сітчаста антена використовується як резонансна антена, довга та коротка сторони сітки розраховані на одну провідну довжину хвилі та половину провідної довжини хвилі центральної частоти, і використовується метод центрального живлення. Миттєвий струм сітчастої антени в резонансному стані має розподіл стоячої хвилі. Випромінювання в основному генерується короткими сторонами, а довгі сторони діють як лінії передачі. Сітчаста антена отримує кращий ефект випромінювання, максимальне випромінювання припадає на стан випромінювання широкої сторони, а поляризація паралельна короткій стороні сітки. Коли частота відхиляється від розрахованої центральної частоти, коротка сторона сітки більше не дорівнює половині провідної довжини хвилі, і в діаграмі спрямованості відбувається розщеплення променя. [2]
Модель масиву та її 3D-шаблон
Як показано на рисунку вище структури антени, де P1 та P2 зміщені по фазі на 180°, ADS можна використовувати для схематичного моделювання (не моделюється в цій статті). Завдяки диференціальному живленню порту живлення можна спостерігати розподіл струму на одному елементі сітки, як показано в принциповому аналізі. Струми в поздовжньому положенні мають протилежні напрямки (компенсація), а струми в поперечному положенні мають однакову амплітуду та синфазні (суперпозиція).
Розподіл струму на різних гілках1
Розподіл струму на різних гілках 2
Вищезазначене дає короткий вступ до сітчастої антени та проектує решітку з використанням мікросмужкової структури живлення, що працює на частоті 77 ГГц. Фактично, відповідно до вимог радіолокаційного виявлення, вертикальні та горизонтальні номери сітки можуть бути зменшені або збільшені для досягнення конструкції антени під певним кутом. Крім того, довжина мікросмужкової лінії передачі може бути змінена в мережі диференціального живлення для досягнення відповідної різниці фаз.
Час публікації: 24 січня 2024 р.
