Para adaptarse aos requisitos de ángulo da antena do novo produto e compartir o molde de folla de PCB da xeración anterior, pódese usar o seguinte esquema de antena para conseguir unha ganancia de antena de 14dBi@77GHz e un rendemento de radiación de 3dB_E/H_Beamwidth=40°.Usando placa Rogers 4830, espesor 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Disposición da antena
Na figura anterior, utilízase unha antena de rede microstrip.A antena de matriz de reixa microstrip é unha forma de antena formada por elementos radiantes en cascada e liñas de transmisión formadas por N aneis microstrip.Ten unha estrutura compacta, alta ganancia, alimentación sinxela e facilidade de fabricación e outras vantaxes.O principal método de polarización é a polarización lineal, que é semellante ás antenas microstrip convencionais e que se pode procesar mediante tecnoloxía de gravado.A impedancia da rede, a localización de alimentación e a estrutura de interconexión determinan xuntos a distribución actual a través da matriz, e as características da radiación dependen da xeometría da rede.Utilízase un único tamaño de reixa para determinar a frecuencia central da antena.
Produtos da serie de antenas matriciales RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Análise de principios
A corrente que flúe na dirección vertical do elemento matriz ten a mesma amplitude e dirección inversa, e a capacidade de radiación é débil, o que ten pouco impacto no rendemento da antena.Establece o ancho da cela l1 á metade da lonxitude de onda e axusta a altura da cela (h) para conseguir unha diferenza de fase de 180° entre a0 e b0.Para a radiación lateral, a diferenza de fase entre os puntos a1 e b1 é 0°.
Estrutura de elementos de matriz
Estrutura da alimentación
As antenas de tipo reixa adoitan usar unha estrutura de alimentación coaxial e o alimentador está conectado á parte traseira da PCB, polo que o alimentador debe deseñarse a través de capas.Para o procesamento real, haberá un certo erro de precisión, que afectará o rendemento.Para cumprir coa información de fase descrita na figura anterior, pódese usar unha estrutura de alimentación diferencial plana, con excitación de igual amplitude nos dous portos, pero cunha diferenza de fase de 180 °.
Estrutura de alimentación coaxial[1]
A maioría das antenas de matriz de rede microstrip usan alimentación coaxial.As posicións de alimentación da antena da matriz de reixa divídense principalmente en dous tipos: alimentación central (punto de alimentación 1) e alimentación de bordo (punto de alimentación 2 e punto de alimentación 3).
Estrutura típica de matriz de reixa
Durante a alimentación de bordo, hai ondas viaxeiras que abarcan toda a reixa na antena da matriz de reixa, que é unha matriz de disparo final dun só sentido non resonante.A antena de matriz de reixa pódese usar tanto como antena de onda viaxeira como como antena resonante.A selección da frecuencia, o punto de alimentación e o tamaño da reixa adecuados permite que a rede funcione en diferentes estados: onda viaxeira (varrido de frecuencia) e resonancia (emisión de bordo).Como antena de onda viaxeira, a antena de matriz de reixa adopta unha forma de alimentación alimentada por bordo, co lado curto da reixa lixeiramente maior que un terzo da lonxitude de onda guiada e o lado longo entre dúas e tres veces a lonxitude do lado curto. .A corrente no lado curto transmítese ao outro lado e hai unha diferenza de fase entre os lados curtos.As antenas de reixa de ondas viaxeiras (non resonantes) irradian feixes inclinados que se desvían da dirección normal do plano da reixa.A dirección do feixe cambia coa frecuencia e pódese usar para a exploración de frecuencia.Cando a antena da matriz de reixa se usa como antena resonante, os lados longos e curtos da reixa están deseñados para ser unha lonxitude de onda condutora e a metade da lonxitude de onda condutora da frecuencia central, e adóptase o método de alimentación central.A corrente instantánea da antena da rede en estado resonante presenta unha distribución de ondas estacionarias.A radiación é xerada principalmente polos lados curtos, sendo os lados longos actuando como liñas de transmisión.A antena da reixa obtén un mellor efecto de radiación, a máxima radiación está no estado de radiación de lado ancho e a polarización é paralela ao lado curto da reixa.Cando a frecuencia se desvía da frecuencia central deseñada, o lado curto da reixa xa non é a metade da lonxitude de onda guía e a división do feixe prodúcese no patrón de radiación.[2]
Modelo de matriz e o seu patrón 3D
Como se mostra na figura anterior da estrutura da antena, onde P1 e P2 están 180° desfasados, ADS pódese usar para a simulación esquemática (non modelada neste artigo).Ao alimentar de forma diferencial o porto de alimentación, pódese observar a distribución actual nun único elemento da rede, como se mostra na análise principal.As correntes en posición lonxitudinal están en sentidos opostos (cancelación), e as correntes en posición transversal son de igual amplitude e en fase (superposición).
Distribución actual en diferentes brazos1
Distribución actual en diferentes brazos 2
O anterior dá unha breve introdución á antena da rede e deseña unha matriz usando unha estrutura de alimentación de microstrip que funciona a 77 GHz.De feito, segundo os requisitos de detección de radar, os números verticais e horizontais da reixa pódense reducir ou aumentar para conseguir un deseño de antena nun ángulo específico.Ademais, a lonxitude da liña de transmisión de microstrip pódese modificar na rede de alimentación diferencial para acadar a diferenza de fase correspondente.
Hora de publicación: 24-xan-2024
