Untuk menyesuaikan diri dengan keperluan sudut antena produk baharu dan berkongsi acuan lembaran PCB generasi sebelumnya, susun atur antena berikut boleh digunakan untuk mencapai gandaan antena sebanyak 14dBi@77GHz dan prestasi sinaran sebanyak 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Menggunakan plat Rogers 4830, ketebalan 0.127mm, Dk=3.25, Df=0.0033.
Susun atur antena
Dalam rajah di atas, antena grid mikrojalur digunakan. Antena tatasusunan grid mikrojalur ialah bentuk antena yang dibentuk oleh elemen pemancaran berlatarkan dan talian penghantaran yang dibentuk oleh N cincin mikrojalur. Ia mempunyai struktur padat, gandaan tinggi, penyuapan mudah dan Kemudahan pembuatan serta kelebihan lain. Kaedah pengkutuban utama ialah pengkutuban linear, yang serupa dengan antena mikrojalur konvensional dan boleh diproses melalui teknologi etsa. Impedans grid, lokasi suapan dan struktur interkoneksi bersama-sama menentukan taburan arus merentasi tatasusunan, dan ciri-ciri sinaran bergantung pada geometri grid. Saiz grid tunggal digunakan untuk menentukan frekuensi tengah antena.
Produk siri antena tatasusunan RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analisis prinsip
Arus yang mengalir dalam arah menegak elemen tatasusunan mempunyai amplitud dan arah terbalik yang sama, dan keupayaan sinaran adalah lemah, yang mempunyai sedikit kesan pada prestasi antena. Tetapkan lebar sel l1 kepada separuh panjang gelombang dan laraskan ketinggian sel (h) untuk mencapai perbezaan fasa 180° antara a0 dan b0. Untuk sinaran sisi lebar, perbezaan fasa antara titik a1 dan b1 ialah 0°.
Struktur elemen tatasusunan
Struktur suapan
Antena jenis grid biasanya menggunakan struktur suapan sepaksi, dan pengumpan disambungkan ke bahagian belakang PCB, jadi pengumpan perlu direka bentuk melalui lapisan. Untuk pemprosesan sebenar, akan terdapat ralat ketepatan tertentu, yang akan menjejaskan prestasi. Untuk memenuhi maklumat fasa yang diterangkan dalam rajah di atas, struktur suapan pembezaan satah boleh digunakan, dengan pengujaan amplitud yang sama pada kedua-dua port, tetapi perbezaan fasa 180°.
Struktur suapan sepaksi[1]
Kebanyakan antena susunan grid mikrojalur menggunakan suapan sepaksi. Kedudukan suapan antena susunan grid terbahagi kepada dua jenis: suapan tengah (titik suapan 1) dan suapan tepi (titik suapan 2 dan titik suapan 3).
Struktur tatasusunan grid tipikal
Semasa penyuapan tepi, terdapat gelombang bergerak yang merangkumi seluruh grid pada antena tatasusunan grid, yang merupakan tatasusunan hujung tembakan arah tunggal bukan resonan. Antena tatasusunan grid boleh digunakan sebagai antena gelombang bergerak dan antena resonan. Memilih frekuensi, titik suapan dan saiz grid yang sesuai membolehkan grid beroperasi dalam keadaan yang berbeza: gelombang bergerak (sapuan frekuensi) dan resonans (pelepasan tepi). Sebagai antena gelombang bergerak, antena tatasusunan grid menggunakan bentuk suapan suapan tepi, dengan sisi pendek grid sedikit lebih besar daripada satu pertiga daripada panjang gelombang berpandu dan sisi panjang antara dua dan tiga kali ganda panjang sisi pendek. Arus pada sisi pendek dihantar ke sisi yang lain, dan terdapat perbezaan fasa antara sisi pendek. Antena grid gelombang bergerak (bukan resonan) memancarkan pancaran condong yang menyimpang daripada arah normal satah grid. Arah pancaran berubah dengan frekuensi dan boleh digunakan untuk pengimbasan frekuensi. Apabila antena tatasusunan grid digunakan sebagai antena resonan, sisi panjang dan pendek grid direka bentuk untuk menjadi satu panjang gelombang konduktif dan separuh panjang gelombang konduktif frekuensi pusat, dan kaedah penyuapan pusat digunakan. Arus seketika antena grid dalam keadaan resonan menunjukkan taburan gelombang pegun. Sinaran terutamanya dijana oleh sisi pendek, dengan sisi panjang bertindak sebagai talian penghantaran. Antena grid memperoleh kesan sinaran yang lebih baik, sinaran maksimum berada dalam keadaan sinaran sisi lebar, dan polarisasi selari dengan sisi pendek grid. Apabila frekuensi menyimpang daripada frekuensi pusat yang direka bentuk, sisi pendek grid tidak lagi separuh panjang gelombang panduan, dan pemisahan pancaran berlaku dalam corak sinaran. [2]
Model tatasusunan dan corak 3Dnya
Seperti yang ditunjukkan dalam rajah struktur antena di atas, di mana P1 dan P2 berada 180° di luar fasa, ADS boleh digunakan untuk simulasi skematik (tidak dimodelkan dalam artikel ini). Dengan memberi makan port suapan secara berbeza, taburan arus pada elemen grid tunggal boleh diperhatikan, seperti yang ditunjukkan dalam analisis prinsip. Arus dalam kedudukan membujur berada dalam arah yang bertentangan (pembatalan), dan arus dalam kedudukan melintang mempunyai amplitud yang sama dan dalam fasa (superposisi).
Taburan arus pada lengan yang berbeza1
Taburan semasa pada lengan berbeza 2
Perkara di atas memberikan pengenalan ringkas kepada antena grid dan mereka bentuk tatasusunan menggunakan struktur suapan mikrojalur yang beroperasi pada 77GHz. Malah, mengikut keperluan pengesanan radar, nombor menegak dan mendatar grid boleh dikurangkan atau ditambah untuk mencapai reka bentuk antena pada sudut tertentu. Di samping itu, panjang talian penghantaran mikrojalur boleh diubah suai dalam rangkaian suapan pembezaan untuk mencapai perbezaan fasa yang sepadan.
Masa siaran: 24 Jan-2024
