A estrutura dunantena de microstripxeralmente consta dun substrato dieléctrico, un radiador e unha placa de terra. O grosor do substrato dieléctrico é moito menor que a lonxitude de onda. A fina capa metálica na parte inferior do substrato está conectada á placa de terra. Na parte frontal, faise unha fina capa metálica cunha forma específica mediante un proceso de fotolitografía como radiador. A forma da placa radiante pódese cambiar de moitas maneiras segundo os requisitos.
O auxe da tecnoloxía de integración de microondas e os novos procesos de fabricación promoveron o desenvolvemento de antenas de microstrip. En comparación coas antenas tradicionais, as antenas de microstrip non só son pequenas, lixeiras, de baixo perfil, fáciles de adaptar, fáciles de integrar, de baixo custo e axeitadas para a produción en masa, senón que tamén teñen as vantaxes de propiedades eléctricas diversificadas.
Os catro métodos básicos de alimentación das antenas de microstrip son os seguintes:
1. (Alimentación en microstrip): Este é un dos métodos de alimentación máis habituais para antenas de microstrip. O sinal de RF transmítese á parte radiante da antena a través da liña de microstrip, normalmente mediante o acoplamento entre a liña de microstrip e o parche radiante. Este método é sinxelo e flexible, e axeitado para o deseño de moitas antenas de microstrip.
2. (Alimentación acoplada a apertura): Este método usa as ranuras ou os orificios da placa base da antena microstrip para alimentar a liña microstrip ao elemento radiante da antena. Este método pode proporcionar unha mellor adaptación de impedancia e eficiencia de radiación, e tamén pode reducir a anchura do feixe horizontal e vertical dos lóbulos laterais.
3. (Alimentación acoplada por proximidade): este método usa un oscilador ou elemento indutivo preto da liña de microstrip para alimentar o sinal á antena. Pode proporcionar unha maior adaptación de impedancia e unha banda de frecuencia máis ampla, e é axeitado para o deseño de antenas de banda ancha.
4. (Alimentación coaxial): Este método emprega fíos coplanares ou cables coaxiais para alimentar sinais de RF na parte radiante da antena. Este método adoita proporcionar unha boa adaptación de impedancia e eficiencia de radiación, e é especialmente axeitado para situacións nas que se require unha única interface de antena.
Os diferentes métodos de alimentación afectarán a adaptación de impedancia, as características de frecuencia, a eficiencia da radiación e a disposición física da antena.
Como seleccionar o punto de alimentación coaxial dunha antena microstrip
Ao deseñar unha antena de microstrip, a elección da localización do punto de alimentación coaxial é fundamental para garantir o rendemento da antena. Aquí tes algúns métodos suxeridos para seleccionar puntos de alimentación coaxial para antenas de microstrip:
1. Simetría: Tenta escoller o punto de alimentación coaxial no centro da antena microstrip para manter a simetría da antena. Isto axuda a mellorar a eficiencia de radiación da antena e a adaptación de impedancia.
2. Onde o campo eléctrico é o maior: o punto de alimentación coaxial escóllese mellor na posición onde o campo eléctrico da antena microstrip é o maior, o que pode mellorar a eficiencia da alimentación e reducir as perdas.
3. Onde a corrente é máxima: o punto de alimentación coaxial pódese seleccionar preto da posición onde a corrente da antena microstrip é máxima para obter unha maior potencia de radiación e eficiencia.
4. Punto de campo eléctrico cero en modo único: no deseño de antenas de microstrip, se se quere conseguir radiación monomodo, o punto de alimentación coaxial adoita seleccionarse no punto de campo eléctrico cero en modo único para conseguir unha mellor adaptación de impedancia e unha mellor característica de radiación.
5. Análise de frecuencia e forma de onda: Empregar ferramentas de simulación para realizar análises de varrido de frecuencia e distribución de campo/corrente eléctrica para determinar a localización óptima do punto de alimentación coaxial.
6. Considere a dirección do feixe: se se requiren características de radiación cunha directividade específica, a localización do punto de alimentación coaxial pódese seleccionar segundo a dirección do feixe para obter o rendemento de radiación da antena desexado.
No proceso de deseño real, normalmente é necesario combinar os métodos anteriores e determinar a posición óptima do punto de alimentación coaxial mediante análises de simulación e resultados de medicións reais para acadar os requisitos de deseño e os indicadores de rendemento da antena microstrip. Ao mesmo tempo, os diferentes tipos de antenas microstrip (como antenas de parche, antenas helicoidais, etc.) poden ter algunhas consideracións específicas á hora de seleccionar a localización do punto de alimentación coaxial, que requiren unha análise e optimización específicas en función do tipo de antena e do escenario de aplicación específicos.
A diferenza entre unha antena de microstrip e unha antena de parche
A antena de microstrip e a antena de parche son dúas antenas pequenas comúns. Teñen algunhas diferenzas e características:
1. Estrutura e deseño:
- Unha antena de microstrip adoita consistir nun parche de microstrip e unha placa de terra. O parche de microstrip serve como elemento radiante e está conectado á placa de terra a través dunha liña de microstrip.
- As antenas de parche son xeralmente parches condutores que se gravan directamente nun substrato dieléctrico e non requiren liñas de microstrip como as antenas de microstrip.
2. Tamaño e forma:
- As antenas de microstrip son de tamaño relativamente pequeno, úsanse a miúdo en bandas de frecuencia de microondas e teñen un deseño máis flexible.
- As antenas de parche tamén poden deseñarse para ser miniaturizadas e, nalgúns casos específicos, as súas dimensións poden ser máis pequenas.
3. Rango de frecuencia:
- O rango de frecuencias das antenas de microstrip pode variar desde centos de megahercios ata varios gigahercios, con certas características de banda ancha.
- As antenas de parche adoitan ter un mellor rendemento en bandas de frecuencia específicas e úsanse xeralmente en aplicacións de frecuencia específicas.
4. Proceso de produción:
- As antenas de microstrip adoitan fabricarse empregando tecnoloxía de placas de circuíto impreso, que se poden producir en masa e teñen un baixo custo.
- As antenas de parche adoitan estar feitas de materiais a base de silicio ou outros materiais especiais, teñen certos requisitos de procesamento e son axeitadas para a produción en lotes pequenos.
5. Características de polarización:
As antenas de microstrip poden deseñarse para polarización lineal ou circular, o que lles dá un certo grao de flexibilidade.
- As características de polarización das antenas de parche adoitan depender da estrutura e da disposición da antena e non son tan flexibles como as antenas de microstrip.
En xeral, as antenas de microstrip e as antenas de parche difiren en canto á súa estrutura, rango de frecuencias e proceso de fabricación. A elección do tipo de antena axeitado debe basearse nos requisitos específicos da aplicación e nas consideracións de deseño.
Recomendacións de produtos de antenas de microstrip:
RM-MPA1725-9 (1,7-2,5 GHz)
RM-MPA2225-9 (2,2-2,5 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5-27 GHz)
RM-MA424435-22 (4,25-4,35 GHz)
Data de publicación: 19 de abril de 2024
