Az új termék antennaszög-követelményeihez való alkalmazkodás és az előző generációs NYÁK-lemez forma megosztása érdekében a következő antennaelrendezés használható 14dBi@77GHz antennaerősítés és 3dB_E/H_Beamwidth=40° sugárzási teljesítmény eléréséhez. Rogers 4830 lemezt használunk, vastagsága 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Antenna elrendezése
A fenti ábrán egy mikrocsíkos rácsantenna látható. A mikrocsíkos rácsantenna egy kaszkádba rendezett sugárzó elemekből és N darab mikrocsíkos gyűrűből álló távvezetékekből álló antennaforma. Kompakt felépítésű, nagy nyereségű, egyszerű betáplálással és könnyű gyárthatósággal, valamint egyéb előnyökkel rendelkezik. A fő polarizációs módszer a lineáris polarizáció, amely hasonló a hagyományos mikrocsíkos antennákhoz, és maratási technológiával feldolgozható. A rács impedanciája, a betáplálás helye és az összekapcsolási szerkezet együttesen határozza meg az áram eloszlását a tömbön, és a sugárzási jellemzők a rács geometriájától függenek. Az antenna középfrekvenciájának meghatározására egyetlen rácsméretet használnak.
RFMISO antennarendszer-sorozat termékei:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Elvi elemzés
A antennatömb elem függőleges irányában folyó áram azonos amplitúdójú és fordított irányú, a sugárzási képesség gyenge, ami kevéssé befolyásolja az antenna teljesítményét. Állítsa az l1 cella szélességét a hullámhossz felére, és a cella magasságát (h) úgy, hogy 180° fáziskülönbséget érjen el az a0 és b0 pontok között. Sávirányú sugárzás esetén az a1 és b1 pontok közötti fáziskülönbség 0°.
Tömb elem szerkezete
Takarmányszerkezet
A rácsos antennák általában koaxiális betáplálási struktúrát használnak, és a betáplálás a NYÁK hátuljához csatlakozik, ezért a betáplálást rétegeken keresztül kell megtervezni. A tényleges feldolgozás során bizonyos pontossági hiba léphet fel, ami befolyásolja a teljesítményt. A fenti ábrán leírt fázisinformációk teljesítéséhez síkbeli differenciális betáplálási struktúra használható, amelyben a két porton azonos amplitúdójú gerjesztéssel, de 180°-os fáziskülönbséggel rendelkeznek.
Koaxiális betáplálási szerkezet[1]
A legtöbb mikrocsíkos rácsantenna koaxiális táplálást használ. A rácsantennák táplálási pozíciói főként két típusra oszthatók: középső táplálás (1. táplálási pont) és szélső táplálás (2. táplálási pont és 3. táplálási pont).
Tipikus rácsos tömbszerkezet
Éltáplálás közben haladó hullámok terjednek, amelyek a rácsantenna teljes rácsát átfogják, ami egy nem rezonáns, egyirányú, végponti antenna. A rácsantenna használható haladó hullámú antennaként és rezonáns antennaként is. A megfelelő frekvencia, betáplálási pont és rácsméret kiválasztása lehetővé teszi, hogy a rács különböző állapotokban működjön: haladó hullám (frekvencia söprés) és rezonancia (élemisszió). Haladó hullámú antennaként a rácsantenna éltáplálású betáplálási formát vesz fel, ahol a rács rövid oldala valamivel nagyobb, mint a vezetett hullámhossz egyharmada, a hosszú oldala pedig a rövid oldal hosszának két-háromszorosa. A rövid oldalon folyó áram átjut a másik oldalra, és a rövid oldalak között fáziskülönbség van. A haladó hullámú (nem rezonáns) rácsantennák ferde sugarakat sugároznak, amelyek eltérnek a rácssík normál irányától. A sugár iránya a frekvenciával változik, és frekvenciaszkennelésre használható. Amikor a rácsantennát rezonáns antennaként használják, a rács hosszú és rövid oldala a központi frekvencia egy vezető hullámhosszának és a vezető hullámhossz felének megfelelő hullámhosszúságú, és a központi táplálási módszert alkalmazzák. A rezonáns állapotban lévő rácsantenna pillanatnyi árama állóhullám-eloszlást mutat. A sugárzást főként a rövid oldalak generálják, a hosszú oldalak távvezetékként működnek. A rácsantenna jobb sugárzási hatást ér el, a maximális sugárzás a széles oldali sugárzási állapotban van, és a polarizáció párhuzamos a rács rövid oldalával. Amikor a frekvencia eltér a tervezett középfrekvenciától, a rács rövid oldala már nem a vezető hullámhossz fele, és a sugárzási mintázatban nyalábhasadás következik be. [2]
Tömbmodell és annak 3D-s mintázata
Amint az az antenna szerkezetének fenti ábráján látható, ahol a P1 és P2 180°-os fáziseltolódást mutatnak, az ADS használható vázlatos szimulációhoz (ebben a cikkben nem modellezve). A betápláló port differenciális táplálásával megfigyelhető az árameloszlás egyetlen rácselemen, ahogy az az elvi elemzésben is látható. A hosszirányú helyzetben lévő áramok ellentétes irányúak (kioltás), a keresztirányú helyzetben lévő áramok pedig azonos amplitúdójúak és fázisban vannak (szuperpozíció).
Árameloszlás a különböző karokon1
Árameloszlás a különböző karokon 2
A fentiek röviden bemutatják a rácsantennát, és egy 77 GHz-en működő mikrocsík-táplálási struktúrát használó antennatömböt terveznek. Valójában a radarérzékelési követelményeknek megfelelően a rács függőleges és vízszintes számai csökkenthetők vagy növelhetők, hogy egy adott szögben elhelyezkedő antennakialakítást érjenek el. Ezenkívül a differenciális betáplálási hálózatban a mikrocsík-átviteli vezeték hossza módosítható a megfelelő fáziskülönbség elérése érdekében.
Közzététel ideje: 2024. január 24.
