Notizie - Quattro metodi di alimentazione di base per antenne microstrip

La struttura di unantenna microstripGeneralmente è costituito da un substrato dielettrico, un radiatore e una piastra di massa. Lo spessore del substrato dielettrico è molto inferiore alla lunghezza d'onda. Il sottile strato metallico sul fondo del substrato è collegato alla piastra di massa. Sul lato anteriore, un sottile strato metallico di forma specifica viene realizzato tramite un processo di fotolitografia, che funge da radiatore. La forma della piastra radiante può essere modificata in molti modi a seconda delle esigenze.
L'avvento della tecnologia di integrazione a microonde e dei nuovi processi produttivi ha promosso lo sviluppo di antenne a microstriscia. Rispetto alle antenne tradizionali, le antenne a microstriscia non solo sono compatte, leggere, dal profilo basso, facili da conformare, facili da integrare, economiche e adatte alla produzione di massa, ma offrono anche il vantaggio di proprietà elettriche diversificate.

I quattro metodi di alimentazione di base delle antenne microstrip sono i seguenti:

1. (Alimentazione a microstriscia): questo è uno dei metodi di alimentazione più comuni per le antenne a microstriscia. Il segnale RF viene trasmesso alla parte radiante dell'antenna attraverso la linea a microstriscia, solitamente tramite l'accoppiamento tra la linea a microstriscia e la patch radiante. Questo metodo è semplice e flessibile e si adatta alla progettazione di molte antenne a microstriscia.

2. (Alimentazione ad accoppiamento di apertura): questo metodo utilizza le fessure o i fori sulla piastra di base dell'antenna a microstrip per alimentare la linea a microstrip nell'elemento radiante dell'antenna. Questo metodo può fornire un migliore adattamento di impedenza ed efficienza di radiazione, e può anche ridurre la larghezza del fascio orizzontale e verticale dei lobi laterali.

3. (Alimentazione ad accoppiamento di prossimità): questo metodo utilizza un oscillatore o un elemento induttivo vicino alla linea microstrip per inviare il segnale all'antenna. Può fornire un adattamento di impedenza più elevato e una banda di frequenza più ampia, ed è adatto alla progettazione di antenne a banda larga.

4. (Alimentazione coassiale): questo metodo utilizza fili coplanari o cavi coassiali per inviare i segnali RF alla parte radiante dell'antenna. Questo metodo solitamente offre un buon adattamento di impedenza e un'ottima efficienza di radiazione, ed è particolarmente adatto per le situazioni in cui è richiesta un'unica interfaccia d'antenna.

Diversi metodi di alimentazione influiranno sull'adattamento dell'impedenza, sulle caratteristiche di frequenza, sull'efficienza di radiazione e sulla disposizione fisica dell'antenna.

Come selezionare il punto di alimentazione coassiale dell'antenna microstrip

Nella progettazione di un'antenna microstrip, la scelta della posizione del punto di alimentazione coassiale è fondamentale per garantirne le prestazioni. Ecco alcuni metodi suggeriti per la selezione dei punti di alimentazione coassiale per le antenne microstrip:

1. Simmetria: cercare di scegliere il punto di alimentazione coassiale al centro dell'antenna microstrip per mantenerne la simmetria. Questo contribuisce a migliorare l'efficienza di radiazione e l'adattamento di impedenza dell'antenna.

2. Dove il campo elettrico è più grande: il punto di alimentazione coassiale viene scelto al meglio nella posizione in cui il campo elettrico dell'antenna microstrip è più grande, il che può migliorare l'efficienza dell'alimentazione e ridurre le perdite.

3. Dove la corrente è massima: il punto di alimentazione coassiale può essere selezionato vicino alla posizione in cui la corrente dell'antenna microstrip è massima per ottenere una maggiore potenza di radiazione ed efficienza.

4. Punto di campo elettrico zero in modalità singola: nella progettazione di antenne microstrip, se si desidera ottenere una radiazione monomodale, il punto di alimentazione coassiale viene solitamente selezionato nel punto di campo elettrico zero in modalità singola per ottenere una migliore corrispondenza di impedenza e una radiazione caratteristica.

5. Analisi di frequenza e forma d'onda: utilizzare strumenti di simulazione per eseguire l'analisi della frequenza e della distribuzione del campo elettrico/corrente per determinare la posizione ottimale del punto di alimentazione coassiale.

6. Considerare la direzione del fascio: se sono richieste caratteristiche di radiazione con una direttività specifica, la posizione del punto di alimentazione coassiale può essere selezionata in base alla direzione del fascio per ottenere le prestazioni di radiazione dell'antenna desiderate.

Nel processo di progettazione vero e proprio, è solitamente necessario combinare i metodi sopra descritti e determinare la posizione ottimale del punto di alimentazione coassiale attraverso analisi di simulazione e risultati di misurazioni effettive per soddisfare i requisiti di progettazione e gli indicatori di prestazione dell'antenna a microstriscia. Allo stesso tempo, diversi tipi di antenne a microstriscia (come antenne patch, antenne elicoidali, ecc.) possono richiedere considerazioni specifiche nella scelta della posizione del punto di alimentazione coassiale, che richiedono analisi e ottimizzazioni specifiche in base al tipo di antenna e allo scenario applicativo.

La differenza tra antenna microstrip e antenna patch

L'antenna microstrip e l'antenna patch sono due antenne di piccole dimensioni comuni. Presentano alcune differenze e caratteristiche:

1. Struttura e layout:

- Un'antenna a microstrip è solitamente costituita da una patch a microstrip e da una piastra di terra. La patch a microstrip funge da elemento radiante ed è collegata alla piastra di terra tramite una linea a microstrip.

- Le antenne patch sono generalmente patch conduttive che vengono incise direttamente su un substrato dielettrico e non richiedono linee microstrip come le antenne microstrip.

2. Dimensioni e forma:

- Le antenne microstrip sono relativamente piccole, spesso utilizzate nelle bande di frequenza delle microonde e hanno un design più flessibile.

- Le antenne patch possono anche essere progettate per essere miniaturizzate e, in alcuni casi specifici, le loro dimensioni possono essere inferiori.

3. Gamma di frequenza:

- La gamma di frequenza delle antenne microstrip può variare da centinaia di megahertz a diversi gigahertz, con determinate caratteristiche di banda larga.

- Le antenne patch solitamente offrono prestazioni migliori in bande di frequenza specifiche e vengono generalmente utilizzate in applicazioni con frequenze specifiche.

4. Processo produttivo:

- Le antenne microstrip sono solitamente realizzate utilizzando la tecnologia dei circuiti stampati, che possono essere prodotti in serie e hanno un costo contenuto.

- Le antenne patch sono solitamente realizzate in materiali a base di silicio o altri materiali speciali, hanno determinati requisiti di lavorazione e sono adatte alla produzione in piccoli lotti.

5. Caratteristiche di polarizzazione:

- Le antenne microstrip possono essere progettate per la polarizzazione lineare o circolare, il che conferisce loro un certo grado di flessibilità.

- Le caratteristiche di polarizzazione delle antenne patch dipendono solitamente dalla struttura e dalla disposizione dell'antenna e non sono flessibili come quelle delle antenne microstrip.

In generale, le antenne microstrip e le antenne patch differiscono per struttura, gamma di frequenza e processo produttivo. La scelta del tipo di antenna più appropriato deve basarsi sui requisiti applicativi specifici e su considerazioni progettuali.

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