Aby dostosować się do wymagań kąta anteny nowego produktu i wykorzystać formę arkusza PCB poprzedniej generacji, można zastosować następujący układ anteny, aby uzyskać zysk anteny 14dBi przy 77 GHz i wydajność promieniowania 3dB_E/H_Beamwidth = 40°.Stosując płytę Rogers 4830 o grubości 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Układ anteny
Na powyższym rysunku zastosowano antenę siatkową mikropaskową.Antena z siatką mikropaskową to forma anteny utworzona przez kaskadowe elementy promieniujące i linie transmisyjne utworzone przez N pierścieni mikropaskowych.Ma zwartą strukturę, wysoki zysk, proste podawanie i łatwość produkcji oraz inne zalety.Główną metodą polaryzacji jest polaryzacja liniowa, która jest podobna do konwencjonalnych anten mikropaskowych i może być przetwarzana za pomocą technologii wytrawiania.Impedancja sieci, lokalizacja zasilania i struktura połączeń wspólnie określają rozkład prądu w układzie, a charakterystyka promieniowania zależy od geometrii sieci.Do określenia częstotliwości środkowej anteny używany jest pojedynczy rozmiar siatki.
Produkty z serii anten macierzowych RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analiza zasad
Prąd płynący w kierunku pionowym elementu układu ma jednakową amplitudę i kierunek odwrotny, a zdolność promieniowania jest słaba, co ma niewielki wpływ na działanie anteny.Ustaw szerokość komórki l1 na połowę długości fali i wyreguluj wysokość komórki (h), aby uzyskać różnicę fazową 180° pomiędzy a0 i b0.W przypadku promieniowania szerokopasmowego różnica faz między punktami a1 i b1 wynosi 0°.
Struktura elementu tablicowego
Struktura paszy
Anteny siatkowe zwykle wykorzystują koncentryczną strukturę zasilania, a zasilacz jest podłączony z tyłu płytki drukowanej, dlatego zasilacz musi być zaprojektowany warstwowo.W przypadku rzeczywistego przetwarzania wystąpi pewien błąd dokładności, który będzie miał wpływ na wydajność.Aby spełnić informacje o fazie opisane na powyższym rysunku, można zastosować płaską strukturę zasilania różnicowego, z wzbudzeniem o równej amplitudzie w obu portach, ale różnicą faz wynoszącą 180°.
Współosiowa struktura zasilania [1]
Większość anten z siatką mikropaskową wykorzystuje zasilanie koncentryczne.Pozycje zasilania anteny siatkowej dzielą się głównie na dwa typy: zasilanie centralne (punkt zasilania 1) i zasilanie krawędziowe (punkt zasilania 2 i punkt zasilania 3).
Typowa struktura siatki
Podczas zasilania krawędziowego fale przemieszczające się obejmują całą siatkę anteny siatkowej, która jest nierezonansową, jednokierunkową anteną typu „end-fire”.Antena siatkowa może być używana zarówno jako antena o fali bieżącej, jak i antena rezonansowa.Dobór odpowiedniej częstotliwości, punktu zasilania i rozmiaru sieci umożliwia pracę sieci w różnych stanach: fali bieżącej (przemiatanie częstotliwości) i rezonansu (emisja krawędziowa).Jako antena o fali bieżącej, antena siatkowa przyjmuje formę zasilania krawędziowego, przy czym krótki bok siatki jest nieco większy niż jedna trzecia długości fali prowadzonej, a długi bok jest od dwóch do trzech razy dłuższy od krótszego boku .Prąd po krótkim boku jest przesyłany na drugą stronę, a między krótkimi bokami występuje różnica faz.Anteny siatkowe na fali bieżącej (nierezonansowe) emitują nachylone wiązki, które odbiegają od normalnego kierunku płaszczyzny siatki.Kierunek wiązki zmienia się wraz z częstotliwością i można go wykorzystać do skanowania częstotliwości.Gdy antena siatkowa jest używana jako antena rezonansowa, długie i krótkie boki siatki są zaprojektowane tak, aby mieć jedną długość fali przewodzącej i połowę długości fali przewodzącej częstotliwości środkowej, a przyjęta jest metoda centralnego zasilania.Chwilowy prąd anteny siatkowej w stanie rezonansowym charakteryzuje się rozkładem fali stojącej.Promieniowanie jest generowane głównie przez krótkie boki, przy czym długie boki pełnią rolę linii przesyłowych.Antena siatkowa uzyskuje lepszy efekt promieniowania, maksymalne promieniowanie występuje w stanie promieniowania szerokobocznego, a polaryzacja jest równoległa do krótszego boku siatki.Kiedy częstotliwość odbiega od projektowanej częstotliwości środkowej, krótki bok siatki nie jest już połową długości fali prowadzącej, a we wzorze promieniowania następuje rozszczepienie wiązki.[2]
Model tablicowy i jego wzór 3D
Jak pokazano na powyższym rysunku konstrukcji anteny, gdzie P1 i P2 są przesunięte w fazie o 180°, do schematycznej symulacji można zastosować ADS (nie modelowany w tym artykule).Poprzez różnicowe zasilanie portu zasilającego można zaobserwować rozkład prądu na pojedynczym elemencie sieci, jak pokazano w analizie zasad.Prądy w położeniu podłużnym mają przeciwne kierunki (anulowanie), a prądy w położeniu poprzecznym mają jednakową amplitudę i fazę (superpozycja).
Rozkład prądu na różne ramiona1
Rozkład prądu na różnych ramionach 2
Powyższe stanowi krótkie wprowadzenie do anteny siatkowej i projektuje układ wykorzystujący strukturę zasilania mikropaskowego działającą na częstotliwości 77 GHz.W rzeczywistości, zgodnie z wymaganiami dotyczącymi wykrywania radarów, pionowa i pozioma liczba siatki może zostać zmniejszona lub zwiększona, aby uzyskać konstrukcję anteny pod określonym kątem.Ponadto długość linii przesyłowej mikropaskowej można modyfikować w sieci zasilania różnicowego, aby uzyskać odpowiednią różnicę faz.
Czas publikacji: 24 stycznia 2024 r
