Per adattarsi ai requisiti di angolazione dell'antenna del nuovo prodotto e condividere lo stampo per PCB della generazione precedente, è possibile utilizzare il seguente layout di antenna per ottenere un guadagno di 14 dBi a 77 GHz e prestazioni di radiazione di 3 dB_E/H_Beamwidth = 40°. Utilizzando una piastra Rogers 4830, spessore 0,127 mm, Dk = 3,25, Df = 0,0033.
Disposizione dell'antenna
Nella figura sopra, viene utilizzata un'antenna a griglia a microstriscia. L'antenna a griglia a microstriscia è un tipo di antenna formata da elementi radianti a cascata e linee di trasmissione formate da N anelli a microstriscia. Presenta una struttura compatta, un elevato guadagno, un'alimentazione semplice e una facilità di fabbricazione, oltre ad altri vantaggi. Il principale metodo di polarizzazione è la polarizzazione lineare, simile a quella delle antenne a microstriscia convenzionali e può essere elaborato mediante tecnologia di incisione. L'impedenza della griglia, la posizione dell'alimentazione e la struttura di interconnessione determinano insieme la distribuzione della corrente attraverso l'array, mentre le caratteristiche di radiazione dipendono dalla geometria della griglia. Una singola dimensione della griglia viene utilizzata per determinare la frequenza centrale dell'antenna.
Prodotti della serie di antenne array RFMISO:
Codice articolo: RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
Modello RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analisi dei principi
La corrente che scorre in direzione verticale nell'elemento dell'array ha ampiezza uguale e direzione inversa, e la capacità di radiazione è debole, il che ha un impatto minimo sulle prestazioni dell'antenna. Impostare la larghezza della cella l1 a mezza lunghezza d'onda e regolare l'altezza della cella (h) per ottenere una differenza di fase di 180° tra a0 e b0. Per la radiazione broadside, la differenza di fase tra i punti a1 e b1 è 0°.
Struttura degli elementi dell'array
Struttura del feed
Le antenne a griglia utilizzano solitamente una struttura di alimentazione coassiale, e l'alimentatore è collegato al retro del PCB, quindi deve essere progettato a strati. Per l'elaborazione effettiva, si verificherà un certo errore di accuratezza, che influirà sulle prestazioni. Per soddisfare le informazioni di fase descritte nella figura precedente, è possibile utilizzare una struttura di alimentazione differenziale planare, con eccitazione di uguale ampiezza alle due porte, ma con una differenza di fase di 180°.
Struttura di alimentazione coassiale[1]
La maggior parte delle antenne a griglia microstrip utilizza l'alimentazione coassiale. Le posizioni di alimentazione dell'antenna a griglia si dividono principalmente in due tipi: alimentazione centrale (punto di alimentazione 1) e alimentazione di bordo (punto di alimentazione 2 e punto di alimentazione 3).
Tipica struttura a griglia
Durante l'alimentazione a bordo, le onde viaggianti attraversano l'intera griglia sull'antenna a griglia, che è un array unidirezionale non risonante con emissione finale. L'antenna a griglia può essere utilizzata sia come antenna a onda viaggiante che come antenna risonante. La selezione della frequenza, del punto di alimentazione e delle dimensioni della griglia appropriati consente alla griglia di operare in diversi stati: onda viaggiante (sweep di frequenza) e risonanza (emissione a bordo). Come antenna a onda viaggiante, l'antenna a griglia adotta una forma di alimentazione a bordo, con il lato corto della griglia leggermente più grande di un terzo della lunghezza d'onda guidata e il lato lungo tra due e tre volte la lunghezza del lato corto. La corrente sul lato corto viene trasmessa all'altro lato e vi è una differenza di fase tra i lati corti. Le antenne a griglia a onda viaggiante (non risonanti) irradiano fasci inclinati che deviano dalla direzione normale del piano della griglia. La direzione del fascio cambia con la frequenza e può essere utilizzata per la scansione di frequenza. Quando l'antenna a griglia viene utilizzata come antenna risonante, i lati lungo e corto della griglia sono progettati per essere pari a una lunghezza d'onda conduttiva e a metà della lunghezza d'onda conduttiva della frequenza centrale, e viene adottato il metodo di alimentazione centrale. La corrente istantanea dell'antenna a griglia nello stato risonante presenta una distribuzione di onde stazionarie. La radiazione è generata principalmente dai lati corti, con i lati lunghi che fungono da linee di trasmissione. L'antenna a griglia ottiene un migliore effetto di radiazione, la radiazione massima si verifica nello stato di radiazione sul lato largo e la polarizzazione è parallela al lato corto della griglia. Quando la frequenza devia dalla frequenza centrale progettata, il lato corto della griglia non è più pari a metà della lunghezza d'onda guida e si verifica una divisione del fascio nel diagramma di radiazione. [2]
Modello di array e il suo schema 3D
Come mostrato nella figura soprastante della struttura dell'antenna, dove P1 e P2 sono sfasati di 180°, l'ADS può essere utilizzato per una simulazione schematica (non modellata in questo articolo). Alimentando in modo differenziale la porta di alimentazione, è possibile osservare la distribuzione di corrente su un singolo elemento della griglia, come mostrato nell'analisi di principio. Le correnti in posizione longitudinale sono in direzioni opposte (annullamento), mentre le correnti in posizione trasversale sono di uguale ampiezza e in fase (sovrapposizione).
Distribuzione attuale su diversi bracci1
Distribuzione attuale sui diversi bracci 2
Quanto sopra fornisce una breve introduzione all'antenna a griglia e progetta un array utilizzando una struttura di alimentazione a microstriscia operante a 77 GHz. Infatti, in base ai requisiti di rilevamento radar, il numero di elementi verticali e orizzontali della griglia può essere ridotto o aumentato per ottenere un'antenna con un'angolazione specifica. Inoltre, la lunghezza della linea di trasmissione a microstriscia può essere modificata nella rete di alimentazione differenziale per ottenere la corrispondente differenza di fase.
Data di pubblicazione: 24-gen-2024
