Per adattarsi ai requisiti dell'angolo dell'antenna del nuovo prodotto e condividere lo stampo in lamiera PCB della generazione precedente, è possibile utilizzare il seguente layout dell'antenna per ottenere un guadagno dell'antenna di 14dBi@77GHz e prestazioni di radiazione di 3dB_E/H_Beamwidth=40°.Utilizzando 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 grid array a microstriscia è una forma di antenna formata da elementi radianti in cascata e linee di trasmissione formate da N anelli a microstriscia.Ha struttura compatta, alto guadagno, alimentazione semplice, facilità di produzione e altri vantaggi.Il metodo di polarizzazione principale è la polarizzazione lineare, che è simile alle tradizionali antenne a microstriscia e può essere elaborata mediante la tecnologia di incisione.L'impedenza della griglia, la posizione di alimentazione e la struttura di interconnessione determinano insieme la distribuzione della corrente attraverso l'array e le caratteristiche della radiazione dipendono dalla geometria della griglia.Per determinare la frequenza centrale dell'antenna viene utilizzata un'unica dimensione della griglia.
Prodotti della serie di antenne array RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analisi di principio
La corrente che scorre nella direzione verticale dell'elemento dell'array ha uguale ampiezza 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 metà della 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 laterale, la differenza di fase tra i punti a1 e b1 è 0°.
Struttura degli elementi dell'array
Struttura del mangime
Le antenne di tipo a griglia utilizzano solitamente una struttura di alimentazione coassiale e l'alimentatore è collegato al retro del PCB, quindi l'alimentatore deve essere progettato tramite strati.Per l'elaborazione effettiva, si verificherà un certo errore di precisione, che influirà sulle prestazioni.Per soddisfare le informazioni di fase descritte nella figura sopra, è possibile utilizzare una struttura di alimentazione differenziale planare, con eccitazione di uguale ampiezza nelle due porte, ma una differenza di fase di 180°.
Struttura di alimentazione coassiale[1]
La maggior parte delle antenne a griglia a microstriscia utilizzano l'alimentazione coassiale.Le posizioni di alimentazione dell'antenna grid array sono principalmente divise in due tipi: alimentazione centrale (punto di alimentazione 1) e alimentazione laterale (punto di alimentazione 2 e punto di alimentazione 3).
Tipica struttura a griglia
Durante l'alimentazione laterale, ci sono onde viaggianti che attraversano l'intera griglia sull'antenna a griglia, che è una schiera end-fire a direzione singola non risonante.L'antenna grid array 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 appropriate consente alla griglia di funzionare in diversi stati: onda viaggiante (scansione di frequenza) e risonanza (emissione del bordo).Come un'antenna a onda viaggiante, l'antenna a griglia adotta una forma di alimentazione edge-fed, 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 c'è una differenza di fase tra i lati corti.Le antenne a griglia a onde viaggianti (non risonanti) irradiano raggi inclinati che deviano dalla direzione normale del piano della griglia.La direzione del raggio cambia con la frequenza e può essere utilizzata per la scansione della frequenza.Quando l'antenna a griglia viene utilizzata come antenna risonante, i lati lungo e corto della griglia sono progettati per essere una lunghezza d'onda conduttiva e mezza 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 ad onda stazionaria.La radiazione è generata principalmente dai lati corti, mentre i lati lunghi fungono da linee di trasmissione.L'antenna a griglia ottiene un migliore effetto di radiazione, la radiazione massima è 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 la metà della lunghezza d'onda guida e si verifica la suddivisione del raggio nel diagramma di radiazione.[2]
Modello array e relativo pattern 3D
Come mostrato nella figura sopra della struttura dell'antenna, dove P1 e P2 sono sfasati di 180°, l'ADS può essere utilizzato per la simulazione schematica (non modellata in questo articolo).Alimentando in modo differenziale la porta di alimentazione è possibile osservare la distribuzione della corrente su un singolo elemento della rete, come mostrato nell'analisi di principio.Le correnti nella posizione longitudinale sono in direzioni opposte (annullamento), e le correnti nella posizione trasversale sono di uguale ampiezza e in fase (sovrapposizione).
Distribuzione attuale sui diversi bracci1
Distribuzione della corrente 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 77GHz.Infatti, a seconda dei requisiti di rilevamento radar, i numeri verticali e orizzontali della griglia possono essere ridotti o aumentati per ottenere un design dell'antenna con un angolo specifico.Inoltre, nella rete di alimentazione differenziale è possibile modificare la lunghezza della linea di trasmissione a microstriscia per ottenere la corrispondente differenza di fase.
Orario di pubblicazione: 24 gennaio 2024
