Uuden tuotteen antennikulmavaatimuksiin mukautumiseksi ja edellisen sukupolven piirilevymuotin jakamiseksi voidaan käyttää seuraavaa antennin asettelua, jolla saavutetaan 14 dBi@77 GHz:n antennin vahvistus ja 3 dB_E/H_Beamwidth=40°:n säteilyteho. Käytetään Rogers 4830 -levyä, paksuus 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Antennin asettelu
Yllä olevassa kuvassa käytetään mikroliuskaverkkoantennia. Mikroliuskaverkkoantenni on antennimuoto, joka muodostuu kaskadoituneista säteilevistä elementeistä ja N mikroliuskarenkaan muodostamista siirtolinjoista. Sillä on kompakti rakenne, suuri vahvistus, yksinkertainen syöttö ja helppo valmistus sekä muita etuja. Pääasiallinen polarisaatiomenetelmä on lineaarinen polarisaatio, joka on samanlainen kuin perinteisissä mikroliuska-antenneissa ja jota voidaan käsitellä etsaustekniikalla. Verkon impedanssi, syöttökohta ja yhteenliitäntärakenne yhdessä määräävät virran jakautumisen ryhmässä, ja säteilyominaisuudet riippuvat verkon geometriasta. Yhtä verkkokokoa käytetään antennin keskitaajuuden määrittämiseen.
RFMISO-ryhmäantennisarjan tuotteet:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Periaateanalyysi
Antenniryhmän pystysuunnassa kulkevalla virralla on sama amplitudi ja vastakkainen suunta, ja säteilykyky on heikko, mikä vaikuttaa vain vähän antennin suorituskykyyn. Aseta kennon leveys l1 puoleen aallonpituudesta ja säädä kennon korkeutta (h) saavuttaaksesi 180°:n vaihe-ero pisteiden a0 ja b0 välille. Sivuttaissäteilyssä vaihe-ero pisteiden a1 ja b1 välillä on 0°.
Taulukon elementtien rakenne
Rehun rakenne
Ruudukkoantennit käyttävät yleensä koaksiaalista syöttörakennetta, ja syöttölaite on kytketty piirilevyn takaosaan, joten syöttölaite on suunniteltava kerrosten läpi. Varsinaisessa prosessoinnissa on tietty tarkkuusvirhe, joka vaikuttaa suorituskykyyn. Yllä olevassa kuvassa kuvattujen vaihetietojen täyttämiseksi voidaan käyttää tasomaista differentiaalisyöttörakennetta, jossa molemmissa porteissa on yhtä suuri amplitudinen heräte, mutta vaihe-ero on 180°.
Koaksiaalinen syöttörakenne[1]
Useimmat mikroliuskaverkkoantennit käyttävät koaksiaalista syöttöä. Verkkoantennien syöttöpaikat jaetaan pääasiassa kahteen tyyppiin: keskeltä syöttö (syöttöpiste 1) ja reunalta syöttö (syöttöpiste 2 ja syöttöpiste 3).
Tyypillinen ruudukkorakenne
Reunasyötön aikana kulkevat aallot ulottuvat koko ruudukkoantennin verkon poikki. Ruudukkoantenni on resonanssiton, yksisuuntainen ja päätysuuntainen. Ruudukkoantennia voidaan käyttää sekä kulkevana aaltoantennina että resonanssiantennina. Sopivan taajuuden, syöttöpisteen ja ruudukon koon valinta mahdollistaa verkon toiminnan eri tiloissa: kulkevana aaltona (taajuuspyyhkäisy) ja resonanssina (reunaemissio). Kulkevana aaltoantennina ruudukkoantenni omaksuu reunasyötetyn syöttömuodon, jossa ruudukon lyhyt sivu on hieman suurempi kuin kolmannes ohjatusta aallonpituudesta ja pitkä sivu kaksi tai kolme kertaa lyhyen sivun pituus. Lyhyen sivun virta siirtyy toiselle puolelle, ja lyhyiden sivujen välillä on vaihe-ero. Kulkevan aallon (ei-resonanssiset) ruudukkoantennit säteilevät kallistuneita säteitä, jotka poikkeavat ruudukkotason normaalista suunnasta. Säteen suunta muuttuu taajuuden mukana, ja sitä voidaan käyttää taajuusskannaukseen. Kun ruudukkoantennia käytetään resonanssiantennina, ruudukon pitkän ja lyhyen sivun pituudet on suunniteltu siten, että ne ovat yhden johtavan aallonpituuden ja puolet keskitaajuuden johtavasta aallonpituudesta, ja käytetään keskitettyä syöttömenetelmää. Resonanssitilassa olevan ruudukkoantennin hetkellinen virta muodostaa seisovan aallon jakauman. Säteily syntyy pääasiassa lyhyistä sivuista, ja pitkät sivut toimivat siirtolinjoina. Ruudukkoantenni saavuttaa paremman säteilytehon, suurin säteily on leveän sivun säteilytilassa ja polarisaatio on yhdensuuntainen ruudukon lyhyen sivun kanssa. Kun taajuus poikkeaa suunnitellusta keskitaajuudesta, ruudukon lyhyt sivu ei ole enää puolet ohjausaallonpituudesta, ja säteen jakautuminen tapahtuu säteilykuviossa. [2]
Taulukkomalli ja sen 3D-kuvio
Kuten yllä olevassa antennirakenteen kuvassa on esitetty, jossa P1 ja P2 ovat 180° vaihe-erossa, ADS:ää voidaan käyttää kaaviomaiseen simulointiin (ei mallinnettu tässä artikkelissa). Syöttämällä syöttöporttiin differentiaalisesti voidaan havaita virran jakautuminen yksittäisellä ruudukkoelementillä, kuten periaateanalyysissä on esitetty. Pituussuuntaisessa asennossa virrat ovat vastakkaisiin suuntiin (kumoutuminen), ja poikittaissuuntaisessa asennossa virrat ovat yhtä suuria ja vaiheessa (superpositio).
Virran jakautuminen eri haaroissa1
Virran jakautuminen eri haaroissa 2
Yllä olevassa on lyhyt johdatus verkkoantenniin ja 77 GHz:n taajuudella toimivan mikroliuskasyöttörakenteen käyttävän antenniryhmän suunnitteluun. Itse asiassa tutkailmaisuvaatimusten mukaisesti verkon pystysuuntaisia ja vaakasuuntaisia lukuja voidaan pienentää tai suurentaa, jotta antennirakenne saadaan aikaan tietyssä kulmassa. Lisäksi mikroliuskasiirtolinjan pituutta voidaan muuttaa differentiaalisyöttöverkossa vastaavan vaihe-eron saavuttamiseksi.
Julkaisun aika: 24. tammikuuta 2024
