Чтобы адаптироваться к требованиям нового продукта к углу антенны и использовать листовую форму печатной платы предыдущего поколения, можно использовать следующую компоновку антенны для достижения усиления антенны 14 дБи при 77 ГГц и характеристик излучения 3 дБ_E/H_Beamwidth = 40°.Используем пластину Rogers 4830 толщиной 0,127 мм, Dk=3,25, Df=0,0033.
Расположение антенны
На рисунке выше используется микрополосковая решетчатая антенна.Антенна с решетчатой микрополосковой решеткой представляет собой форму антенны, образованную каскадными излучающими элементами и линиями передачи, образованными N микрополосковыми кольцами.Он имеет компактную структуру, высокий коэффициент усиления, простую подачу, простоту изготовления и другие преимущества.Основным методом поляризации является линейная поляризация, которая аналогична обычным микрополосковым антеннам и может обрабатываться технологией травления.Импеданс сетки, расположение источника питания и структура межсоединений вместе определяют распределение тока по массиву, а характеристики излучения зависят от геометрии сетки.Один размер сетки используется для определения центральной частоты антенны.
Продукты серии антенных решеток RFMISO:
РМ-ПА7087-43
RM-ПА1075145-32
РМ-СВА910-22
RM-ПА10145-30
Принцип анализа
Ток, текущий в вертикальном направлении элемента решетки, имеет одинаковую амплитуду и обратное направление, а способность излучения слаба, что мало влияет на характеристики антенны.Установите ширину ячейки l1 на половину длины волны и отрегулируйте высоту ячейки (h), чтобы добиться разности фаз 180 ° между a0 и b0.Для широкополосного излучения разность фаз между точками a1 и b1 равна 0°.
Структура элемента массива
Структура корма
Антенны решетчатого типа обычно используют коаксиальную структуру питания, а фидер подключается к задней части печатной платы, поэтому фидер необходимо проектировать по слоям.При фактической обработке будет определенная ошибка точности, которая повлияет на производительность.Чтобы соответствовать фазовой информации, описанной на рисунке выше, можно использовать планарную дифференциальную структуру питания с одинаковой амплитудой возбуждения на двух портах, но разностью фаз 180°.
Коаксиальная конструкция питания[1]
Большинство микрополосковых решетчатых антенн используют коаксиальное питание.Позиции питания решетчатой антенной решетки в основном делятся на два типа: центральное питание (точка питания 1) и краевое питание (точка питания 2 и точка питания 3).
Типичная структура массива сетки
Во время краевого питания бегущие волны охватывают всю сетку антенной решетки, которая представляет собой нерезонансную однонаправленную решетку с торцевым излучением.Антенную решетчатую решетку можно использовать как в качестве антенны бегущей волны, так и в качестве резонансной антенны.Выбор подходящей частоты, точки питания и размера сетки позволяет сетке работать в разных состояниях: бегущая волна (развертка по частоте) и резонанс (краевое излучение).В качестве антенны на бегущей волне решетчатая антенная решетка имеет форму облучателя с краевым питанием, при этом короткая сторона сетки немного больше одной трети направляемой длины волны, а длинная сторона в два-три раза превышает длину короткой стороны. .Ток на короткой стороне передается на другую сторону, и между короткими сторонами существует разность фаз.Антенны с решетчатой бегущей волной (нерезонансные) излучают наклонные лучи, которые отклоняются от нормального направления плоскости сетки.Направление луча меняется в зависимости от частоты и может использоваться для сканирования частоты.Когда решетчатая антенная решетка используется в качестве резонансной антенны, длинная и короткая стороны сетки рассчитаны на одну длину волны проводимости и половину длины волны проводимости центральной частоты, и применяется метод центральной подачи.Мгновенный ток решетчатой антенны в резонансном состоянии представляет собой распределение стоячей волны.Излучение в основном генерируется короткими сторонами, а длинные стороны действуют как линии передачи.Сетчатая антенна обеспечивает лучший эффект излучения, максимальное излучение наблюдается в состоянии излучения широкой стороны, а поляризация параллельна короткой стороне сетки.Когда частота отклоняется от расчетной центральной частоты, короткая сторона сетки больше не составляет половину длины волны направляющей, и в диаграмме направленности происходит расщепление луча.[2]
Модель массива и ее 3D-образец
Как показано на приведенном выше рисунке структуры антенны, где P1 и P2 сдвинуты по фазе на 180°, ADS можно использовать для схематического моделирования (не моделируемого в этой статье).Дифференциально питая порт питания, можно наблюдать распределение тока на одном элементе сети, как показано в принципиальном анализе.Токи в продольном положении находятся в противоположных направлениях (компенсация), а токи в поперечном положении имеют одинаковую амплитуду и фазу (суперпозиция).
Текущее распределение по разным вооружениям1
Текущее распределение по разным рукавам 2
Выше дается краткое введение в решетчатую антенну и проектируется антенная решетка с использованием микрополосковой структуры облучателя, работающей на частоте 77 ГГц.Фактически, в соответствии с требованиями радиолокационного обнаружения, вертикальные и горизонтальные числа сетки могут быть уменьшены или увеличены для достижения конструкции антенны под определенным углом.Кроме того, длина микрополосковой линии передачи может быть изменена в сети дифференциального питания для достижения соответствующей разности фаз.
Время публикации: 24 января 2024 г.
