Strukturen av enmikrostripantennbestår generellt av ett dielektriskt substrat, en radiator och en jordplatta. Tjockleken på det dielektriska substratet är mycket mindre än våglängden. Det tunna metallskiktet på substratets undersida är anslutet till jordplattan. På framsidan tillverkas ett tunt metallskikt med en specifik form genom en fotolitografiprocess som en radiator. Formen på den strålande plattan kan ändras på många sätt enligt behov.
Uppkomsten av mikrovågsintegrationsteknik och nya tillverkningsprocesser har främjat utvecklingen av mikrostripantenner. Jämfört med traditionella antenner är mikrostripantenner inte bara små i storlek, lätta i vikt, lågprofilerade, enkla att anpassa, enkla att integrera, låga kostnader och lämpliga för massproduktion, utan har också fördelarna med diversifierade elektriska egenskaper.
De fyra grundläggande matningsmetoderna för mikrostripantenner är följande:
1. (Mikrostripmatning): Detta är en av de vanligaste matningsmetoderna för mikrostripantenner. RF-signalen överförs till antennens strålande del via mikrostripledningen, vanligtvis genom koppling mellan mikrostripledningen och den strålande patchen. Denna metod är enkel och flexibel och lämplig för design av många mikrostripantenner.
2. (Aperturkopplad matning): Denna metod använder spåren eller hålen på mikrostripantennens basplatta för att mata mikrostripledningen in i antennens strålningselement. Denna metod kan ge bättre impedansmatchning och strålningseffektivitet, och kan även minska den horisontella och vertikala strålbredden på sidoloberna.
3. (Proximity Coupled Feed): Denna metod använder en oscillator eller ett induktivt element nära mikrostripledningen för att mata signalen in i antennen. Den kan ge högre impedansmatchning och ett bredare frekvensband, och är lämplig för design av bredbandsantenner.
4. (Koaxialmatning): Denna metod använder koplanära ledningar eller koaxialkablar för att mata RF-signaler till antennens strålande del. Denna metod ger vanligtvis god impedansmatchning och strålningseffektivitet, och är särskilt lämplig för situationer där ett enda antenngränssnitt krävs.
Olika matningsmetoder kommer att påverka antennens impedansmatchning, frekvensegenskaper, strålningseffektivitet och fysiska layout.
Hur man väljer koaxial matningspunkt för mikrostripantenn
När man konstruerar en mikrostripantenn är det avgörande att välja platsen för den koaxiella matningspunkten för att säkerställa antennens prestanda. Här är några förslag på metoder för att välja koaxiella matningspunkter för mikrostripantenner:
1. Symmetri: Försök att välja den koaxiella matningspunkten i mitten av mikrostripantennen för att bibehålla antennens symmetri. Detta bidrar till att förbättra antennens strålningseffektivitet och impedansmatchning.
2. Där det elektriska fältet är som störst: Den koaxiella matningspunkten väljs bäst där mikrostripantennens elektriska fält är som störst, vilket kan förbättra matningens effektivitet och minska förluster.
3. Där strömmen är maximal: Koaxialmatningspunkten kan väljas nära den position där mikrostripantennens ström är maximal för att erhålla högre strålningseffekt och effektivitet.
4. Nollpunkt för elektriskt fält i singelmod: Om man vid mikrostripantenndesign vill uppnå strålning i singelmod väljs den koaxiella matningspunkten vanligtvis vid nollpunkten för det elektriska fältet i singelmod för att uppnå bättre impedansmatchning och strålningskarakteristik.
5. Frekvens- och vågformsanalys: Använd simuleringsverktyg för att utföra frekvenssvep och analys av elektriskt fält/strömfördelning för att bestämma den optimala platsen för koaxiella matningspunkten.
6. Beakta strålriktningen: Om strålningsegenskaper med specifik riktningsverkan krävs kan platsen för den koaxiella matningspunkten väljas i enlighet med strålriktningen för att erhålla önskad antennens strålningsprestanda.
I den faktiska designprocessen är det vanligtvis nödvändigt att kombinera ovanstående metoder och bestämma den optimala koaxiella matningspunktens position genom simuleringsanalys och faktiska mätresultat för att uppnå designkraven och prestandaindikatorerna för mikrostripantennen. Samtidigt kan olika typer av mikrostripantenner (såsom patchantenner, spiralantenner etc.) ha vissa specifika överväganden vid val av plats för koaxiella matningspunkten, vilket kräver specifik analys och optimering baserat på den specifika antenntypen och tillämpningsscenariot.
Skillnaden mellan mikrostripantenn och patchantenn
Mikrostripantenn och patchantenn är två vanliga små antenner. De har vissa skillnader och egenskaper:
1. Struktur och layout:
- En mikrostripantenn består vanligtvis av en mikrostrippatch och en jordplatta. Mikrostrippatchen fungerar som ett strålande element och är ansluten till jordplattan via en mikrostripledning.
- Patchantenner är generellt ledarpatchar som är direkt etsade på ett dielektriskt substrat och kräver inte mikrostripledningar som mikrostripantenner.
2. Storlek och form:
- Mikrostripantenner är relativt små i storlek, används ofta i mikrovågsfrekvensband och har en mer flexibel design.
- Patchantenner kan också utformas för att miniatyriseras, och i vissa specifika fall kan deras dimensioner vara mindre.
3. Frekvensområde:
- Frekvensområdet för mikrostripantenner kan variera från hundratals megahertz till flera gigahertz, med vissa bredbandsegenskaper.
- Patchantenner har vanligtvis bättre prestanda i specifika frekvensband och används generellt i specifika frekvensapplikationer.
4. Produktionsprocess:
- Mikrostripantenner tillverkas vanligtvis med hjälp av kretskortsteknik, som kan massproduceras och har låg kostnad.
- Patchantenner är vanligtvis tillverkade av kiselbaserade material eller andra specialmaterial, har vissa bearbetningskrav och är lämpliga för produktion i små serier.
5. Polarisationsegenskaper:
- Mikrostripantenner kan utformas för linjär polarisering eller cirkulär polarisering, vilket ger dem en viss grad av flexibilitet.
- Polarisationsegenskaperna hos patchantenner beror vanligtvis på antennens struktur och layout och är inte lika flexibla som mikrostripantenner.
Generellt sett skiljer sig mikrostripantenner och patchantenner åt i struktur, frekvensområde och tillverkningsprocess. Valet av lämplig antenntyp måste baseras på specifika applikationskrav och designöverväganden.
Rekommendationer för mikrostripantenner:
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)
Publiceringstid: 19 april 2024
