Структурамикрополосковая антеннаВ целом, устройство состоит из диэлектрической подложки, излучателя и заземляющей пластины. Толщина диэлектрической подложки значительно меньше длины волны. Тонкий металлический слой на нижней стороне подложки соединен с заземляющей пластиной. На лицевой стороне методом фотолитографии наносится тонкий металлический слой определенной формы, выполняющий функцию излучателя. Форма излучающей пластины может изменяться различными способами в зависимости от требований.
Развитие технологий микроволновой интеграции и новых производственных процессов способствовало развитию микрополосковых антенн. По сравнению с традиционными антеннами, микрополосковые антенны не только малы по размеру, легки, имеют низкий профиль, просты в изготовлении, легко интегрируются, недороги и подходят для массового производства, но и обладают преимуществами разнообразных электрических свойств.
Существует четыре основных способа питания микрополосковых антенн:
1. (Микрополосковая подача): Это один из наиболее распространенных способов подачи сигнала в микрополосковые антенны. Радиочастотный сигнал передается на излучающую часть антенны через микрополосковую линию, обычно посредством связи между микрополосковой линией и излучающей пластиной. Этот метод прост, гибок и подходит для проектирования многих микрополосковых антенн.
2. (Питание через апертуру): Этот метод использует прорези или отверстия на опорной пластине микрополосковой антенны для подачи микрополосковой линии в излучающий элемент антенны. Этот метод обеспечивает лучшее согласование импеданса и эффективность излучения, а также позволяет уменьшить ширину боковых лепестков по горизонтали и вертикали.
3. (Ближайшее сопряжение): Этот метод использует генератор или индуктивный элемент вблизи микрополосковой линии для подачи сигнала в антенну. Он обеспечивает более высокое согласование импеданса и более широкую полосу частот и подходит для проектирования широкополосных антенн.
4. (Коаксиальная подача): Этот метод использует копланарные провода или коаксиальные кабели для подачи радиочастотных сигналов в излучающую часть антенны. Этот метод обычно обеспечивает хорошее согласование импеданса и эффективность излучения и особенно подходит для ситуаций, когда требуется единый антенный интерфейс.
Различные способы питания влияют на согласование импеданса, частотные характеристики, эффективность излучения и физическую компоновку антенны.
Как выбрать точку коаксиального питания микрополосковой антенны
При проектировании микрополосковой антенны выбор места расположения точки коаксиального питания имеет решающее значение для обеспечения ее рабочих характеристик. Вот несколько рекомендуемых методов выбора точек коаксиального питания для микрополосковых антенн:
1. Симметрия: Старайтесь выбирать точку коаксиального питания в центре микрополосковой антенны, чтобы сохранить её симметрию. Это помогает улучшить эффективность излучения антенны и согласование импеданса.
2. Место наибольшего электрического поля: Наилучший вариант точки коаксиального питания — это место, где электрическое поле микрополосковой антенны максимально, что позволяет повысить эффективность питания и снизить потери.
3. Точка максимального тока: для получения большей мощности излучения и эффективности можно выбрать точку коаксиального питания вблизи точки максимального тока микрополосковой антенны.
4. Точка нулевого электрического поля в одномодовом режиме: При проектировании микрополосковых антенн, если необходимо добиться одномодового излучения, точка коаксиального питания обычно выбирается в точке нулевого электрического поля в одномодовом режиме для достижения лучшего согласования импеданса и характеристик излучения.
5. Частотный и волновой анализ: Используйте инструменты моделирования для выполнения частотной развертки и анализа распределения электрического поля/тока, чтобы определить оптимальное местоположение точки подключения коаксиального кабеля.
6. Учитывайте направление луча: если требуются характеристики излучения с определенной направленностью, местоположение точки коаксиального питания можно выбрать в соответствии с направлением луча для получения желаемых характеристик излучения антенны.
В процессе проектирования обычно необходимо комбинировать вышеуказанные методы и определять оптимальное положение точки коаксиального питания с помощью моделирования и результатов фактических измерений, чтобы достичь проектных требований и показателей производительности микрополосковой антенны. В то же время, для различных типов микрополосковых антенн (таких как патч-антенны, спиральные антенны и т. д.) могут существовать специфические особенности при выборе места расположения точки коаксиального питания, требующие специального анализа и оптимизации в зависимости от типа антенны и сценария применения.
Разница между микрополосковой антенной и патч-антенной
Микрополосковая антенна и патч-антенна — два распространенных типа малогабаритных антенн. Они имеют некоторые различия и характеристики:
1. Структура и планировка:
Микрополосковая антенна обычно состоит из микрополосковой пластины и заземляющей пластины. Микрополосковая пластина служит излучающим элементом и соединена с заземляющей пластиной посредством микрополосковой линии.
- Патч-антенны, как правило, представляют собой проводящие элементы, которые вытравливаются непосредственно на диэлектрической подложке и не требуют микрополосковых линий, как микрополосковые антенны.
2. Размер и форма:
Микрополосковые антенны имеют относительно небольшие размеры, часто используются в микроволновом диапазоне частот и отличаются более гибкой конструкцией.
- Патч-антенны также могут быть спроектированы с учетом миниатюризации, и в некоторых конкретных случаях их размеры могут быть меньше.
3. Диапазон частот:
— Диапазон частот микрополосковых антенн может составлять от сотен мегагерц до нескольких гигагерц, обладая при этом определенными широкополосными характеристиками.
- Патч-антенны обычно демонстрируют лучшие характеристики в определенных частотных диапазонах и, как правило, используются в приложениях, работающих на определенных частотах.
4. Производственный процесс:
Микрополосковые антенны обычно изготавливаются с использованием технологии печатных плат, которая позволяет осуществлять массовое производство и имеет низкую себестоимость.
- Патч-антенны обычно изготавливаются из материалов на основе кремния или других специальных материалов, имеют определенные технологические требования и подходят для мелкосерийного производства.
5. Поляризационные характеристики:
Микрополосковые антенны могут быть спроектированы для линейной или круговой поляризации, что обеспечивает им определенную степень гибкости.
- Поляризационные характеристики патч-антенн обычно зависят от структуры и расположения антенны и не так гибки, как у микрополосковых антенн.
В целом, микрополосковые антенны и патч-антенны различаются по структуре, диапазону частот и процессу изготовления. Выбор подходящего типа антенны должен основываться на конкретных требованиях к применению и конструктивных особенностях.
Рекомендации по микрополосковым антеннам:
RM-MPA1725-9 (1,7-2,5 ГГц)
RM-MPA2225-9 (2,2-2,5 ГГц)
РМ-MA25527-22 (25,5-27 ГГц)
RM-MA424435-22 (4,25-4,35 ГГц)
Дата публикации: 19 апреля 2024 г.
