För att anpassa sig till antennvinkelkraven för den nya produkten och dela den tidigare generationens PCB-plåtform, kan följande antennlayout användas för att uppnå en antennförstärkning på 14 dBi vid 77 GHz och en strålningsprestanda på 3 dB_E/H_Strålbredd=40°. Rogers 4830-platta används, tjocklek 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Antennlayout
I figuren ovan används en mikrostrip-rutnätsantenn. Mikrostrip-rutnätsantennen är en antennform som bildas av kaskadkopplade strålande element och transmissionsledningar som bildas av N mikrostripringar. Den har kompakt struktur, hög förstärkning, enkel matning och enkel tillverkning samt andra fördelar. Den huvudsakliga polarisationsmetoden är linjär polarisering, vilket liknar konventionella mikrostripantenner och kan bearbetas med etsningsteknik. Rutnätets impedans, matningsplats och sammankopplingsstruktur bestämmer tillsammans strömfördelningen över matrisen, och strålningsegenskaperna beror på rutnätets geometri. En enda rutnätsstorlek används för att bestämma antennens mittfrekvens.
Produkter i RFMISO-antennserien:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Principanalys
Strömmen som flyter i matriselementets vertikala riktning har samma amplitud och omvänd riktning, och strålningsförmågan är svag, vilket har liten inverkan på antennens prestanda. Ställ in cellbredden l1 till halva våglängden och justera cellhöjden (h) för att uppnå en fasskillnad på 180° mellan a0 och b0. För bredsidig strålning är fasskillnaden mellan punkterna a1 och b1 0°.
Struktur av arrayelement
Foderstruktur
Grid-typ antenner använder vanligtvis en koaxial matningsstruktur, och mataren är ansluten till baksidan av kretskortet, så mataren måste utformas genom lager. För faktisk bearbetning kommer det att finnas ett visst noggrannhetsfel, vilket påverkar prestandan. För att uppfylla fasinformationen som beskrivs i figuren ovan kan en plan differentiell matningsstruktur användas, med lika amplitudexcitering vid de två portarna, men en fasskillnad på 180°.
Koaxial matningsstruktur[1]
De flesta mikrostrip-gridantenner använder koaxialmatning. Gridantennens matningspositioner är huvudsakligen indelade i två typer: mittmatning (matningspunkt 1) och kantmatning (matningspunkt 2 och matningspunkt 3).
Typisk rutnätstruktur
Under kantmatning spänner vandringsvågor över hela nätet på nätantennen, som är en icke-resonant, enkelriktad ändantenn. Nätantennen kan användas både som en vandringsvågsantenn och en resonant antenn. Genom att välja lämplig frekvens, matningspunkt och nätstorlek kan nätet fungera i olika tillstånd: vandringsvåg (frekvenssvep) och resonans (kantemission). Som en vandringsvågsantenn antar nätantennen en kantmatad matningsform, där nätets kortsida är något större än en tredjedel av den styrda våglängden och långsidan är mellan två och tre gånger kortsidans längd. Strömmen på kortsidan överförs till den andra sidan, och det finns en fasskillnad mellan kortsidorna. Vandringsvågsantenner (icke-resonanta) utstrålar lutande strålar som avviker från nätplanets normala riktning. Strålriktningen ändras med frekvensen och kan användas för frekvensskanning. När nätantennen används som resonansantenn är nätets långa och korta sidor utformade för att vara en ledande våglängd och en halv ledande våglängd av den centrala frekvensen, och den centrala matningsmetoden används. Nätantennens momentana ström i resonanttillståndet presenterar en stående vågfördelning. Strålning genereras huvudsakligen av kortsidorna, där långsidorna fungerar som transmissionsledningar. Nätantennen får bättre strålningseffekt, den maximala strålningen är i det breda strålningstillståndet och polarisationen är parallell med nätets korta sida. När frekvensen avviker från den designade mittfrekvensen är nätets korta sida inte längre halva styrvåglängden, och stråldelning sker i strålningsmönstret. [2]
Arraymodell och dess 3D-mönster
Som visas i figuren ovan av antennstrukturen, där P1 och P2 är 180° ur fas, kan ADS användas för schematisk simulering (modelleras inte i den här artikeln). Genom att differentiellt mata matningsporten kan strömfördelningen på ett enda rutnätselement observeras, vilket visas i principanalysen. Strömmarna i den longitudinella positionen är i motsatta riktningar (utsläckning), och strömmarna i den tvärgående positionen har samma amplitud och är i fas (superposition).
Strömfördelning på olika armar1
Strömfördelning på olika armar 2
Ovanstående ger en kort introduktion till nätantennen och utformar en matris med hjälp av en mikrostripmatningsstruktur som arbetar vid 77 GHz. Faktum är att, enligt radardetekteringskraven, kan nätets vertikala och horisontella siffror minskas eller ökas för att uppnå en antenndesign i en specifik vinkel. Dessutom kan längden på mikrostriptransmissionsledningen modifieras i differentialmatningsnätet för att uppnå motsvarande fasskillnad.
Publiceringstid: 24 januari 2024
