For å tilpasse seg antennevinkelkravene til det nye produktet og dele forrige generasjons PCB-arkform, kan følgende antenneoppsett brukes for å oppnå antenneforsterkning på 14dBi@77GHz og strålingsytelse på 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Bruker Rogers 4830 plate, tykkelse 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Antenneoppsett
I figuren ovenfor brukes en mikrostrip-nettantenne. Mikrostrip grid array array-antennen er en antenneform dannet av kaskadestrålende strålende elementer og overføringslinjer dannet av N mikrostrip-ringer. Den har kompakt struktur, høy forsterkning, enkel fôring og enkel produksjon og andre fordeler. Hovedpolarisasjonsmetoden er lineær polarisering, som ligner på konvensjonelle mikrostrip-antenner og kan behandles ved hjelp av etseteknologi. Nettets impedans, mateplassering og sammenkoblingsstruktur bestemmer sammen strømfordelingen over matrisen, og strålingsegenskapene avhenger av nettets geometri. En enkelt rutenettstørrelse brukes til å bestemme senterfrekvensen til antennen.
RFMISO array antenne serie produkter:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Prinsippanalyse
Strømmen som flyter i den vertikale retningen til array-elementet har lik amplitude og omvendt retning, og strålingsevnen er svak, noe som har liten innvirkning på antenneytelsen. Sett cellebredden l1 til halv bølgelengde og juster cellehøyden (h) for å oppnå en faseforskjell på 180° mellom a0 og b0. For bredsidestråling er faseforskjellen mellom punktene a1 og b1 0°.
Array element struktur
Fôrstruktur
Grid-type antenner bruker vanligvis en koaksial matestruktur, og materen er koblet til baksiden av PCB, så materen må utformes gjennom lag. For faktisk behandling vil det være en viss nøyaktighetsfeil, som vil påvirke ytelsen. For å møte faseinformasjonen beskrevet i figuren ovenfor, kan en plan differensiell matestruktur brukes, med lik amplitudeeksitasjon ved de to portene, men en faseforskjell på 180°.
Koaksial matestruktur[1]
De fleste mikrostrip grid array antenner bruker koaksial mating. Mateposisjonene til grid array-antennen er hovedsakelig delt inn i to typer: sentermating (matepunkt 1) og kantmating (matepunkt 2 og matepunkt 3).
Typisk grid array struktur
Under kantmating er det vandrebølger som spenner over hele rutenettet på grid-array-antennen, som er en ikke-resonant enveis end-fire-array. Grid-array-antennen kan brukes både som en bølgeantenne og en resonansantenne. Ved å velge riktig frekvens, matepunkt og rutenettstørrelse kan rutenettet operere i forskjellige tilstander: vandrebølge (frekvenssveip) og resonans (kantemisjon). Som en reisebølgeantenne bruker grid-array-antennen en kantmatet mateform, med kortsiden av rutenettet litt større enn en tredjedel av den guidede bølgelengden og langsiden mellom to og tre ganger lengden på kortsiden . Strømmen på kortsiden overføres til den andre siden, og det er faseforskjell mellom kortsidene. Reisende bølge (ikke-resonante) rutenettantenner utstråler skråstilte stråler som avviker fra rutenettets normale retning. Stråleretningen endres med frekvens og kan brukes til frekvensskanning. Når grid-array-antennen brukes som en resonansantenne, er de lange og korte sidene av gitteret designet til å være en ledende bølgelengde og en halv ledende bølgelengde av sentralfrekvensen, og den sentrale matemetoden er tatt i bruk. Den øyeblikkelige strømmen til nettantennen i resonanstilstand presenterer en stående bølgefordeling. Stråling genereres hovedsakelig av kortsidene, med langsidene som overføringslinjer. Gitterantennen oppnår bedre strålingseffekt, maksimal stråling er i bredsidestrålingstilstanden, og polarisasjonen er parallell med kortsiden av gitteret. Når frekvensen avviker fra den utformede senterfrekvensen, er kortsiden av rutenettet ikke lenger halvparten av ledebølgelengden, og stråledeling oppstår i strålingsmønsteret. [2]
Array-modell og dens 3D-mønster
Som vist i figuren ovenfor av antennestrukturen, hvor P1 og P2 er 180° ute av fase, kan ADS brukes til skjematisk simulering (ikke modellert i denne artikkelen). Ved differensiell mating av mateporten kan strømfordelingen på et enkelt gitterelement observeres, som vist i prinsippanalysen. Strømmene i langsgående posisjon er i motsatte retninger (kansellering), og strømmene i tverrstilling er av lik amplitude og i fase (superposisjon).
Nåværende fordeling på forskjellige armer1
Nåværende fordeling på forskjellige armer 2
Ovennevnte gir en kort introduksjon til rutenettantennen, og designer en array som bruker en mikrostrip-matestruktur som opererer ved 77GHz. Faktisk, i henhold til radardeteksjonskravene, kan de vertikale og horisontale tallene til rutenettet reduseres eller økes for å oppnå en antennedesign i en bestemt vinkel. I tillegg kan lengden på mikrostrip-overføringslinjen modifiseres i differensialmatingsnettverket for å oppnå den tilsvarende faseforskjellen.
Innleggstid: Jan-24-2024
