A fim de se adaptar aos requisitos de ângulo da antena do novo produto e compartilhar o molde de folha de PCB da geração anterior, o seguinte layout de antena pode ser usado para obter ganho de antena de 14dBi@77GHz e desempenho de radiação de 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Usando placa Rogers 4830, espessura 0,127mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Layout da antena
Na figura acima, uma antena de grade microfita é usada. A antena de grade de microfita é uma forma de antena formada por elementos radiantes em cascata e linhas de transmissão formadas por N anéis de microfita. Possui estrutura compacta, alto ganho, alimentação simples e facilidade de fabricação e outras vantagens. O principal método de polarização é a polarização linear, que é semelhante às antenas microfitas convencionais e pode ser processada pela tecnologia de gravação. A impedância da rede, a localização da alimentação e a estrutura de interconexão determinam em conjunto a distribuição da corrente através do conjunto, e as características da radiação dependem da geometria da rede. Um único tamanho de grade é usado para determinar a frequência central da antena.
Produtos da série de antenas de matriz RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Análise de princípio
A corrente que flui na direção vertical do elemento da matriz tem amplitude igual e direção reversa, e a capacidade de radiação é fraca, o que tem pouco impacto no desempenho da antena. Defina a largura da célula l1 para meio comprimento de onda e ajuste a altura da célula (h) para obter uma diferença de fase de 180° entre a0 e b0. Para radiação lateral, a diferença de fase entre os pontos a1 e b1 é 0°.
Estrutura do elemento da matriz
Estrutura de alimentação
As antenas do tipo grade geralmente usam uma estrutura de alimentação coaxial, e o alimentador é conectado à parte traseira do PCB, portanto, o alimentador precisa ser projetado através de camadas. Para o processamento real, haverá um certo erro de precisão, que afetará o desempenho. Para atender às informações de fase descritas na figura acima, pode-se utilizar uma estrutura de alimentação diferencial planar, com excitação de igual amplitude nas duas portas, mas com diferença de fase de 180°.
Estrutura de alimentação coaxial[1]
A maioria das antenas de grade microstrip usa alimentação coaxial. As posições de alimentação da antena grid array são divididas principalmente em dois tipos: alimentação central (ponto de alimentação 1) e alimentação de borda (ponto de alimentação 2 e ponto de alimentação 3).
Estrutura típica de matriz de grade
Durante a alimentação de borda, há ondas viajantes que abrangem toda a grade na antena do conjunto de grade, que é um conjunto de disparo final de direção única não ressonante. A antena de rede pode ser usada tanto como antena de onda viajante quanto como antena ressonante. A seleção da frequência, ponto de alimentação e tamanho da grade apropriados permite que a rede opere em diferentes estados: onda viajante (varredura de frequência) e ressonância (emissão de borda). Como uma antena de onda viajante, a antena de rede adota uma forma de alimentação alimentada pela borda, com o lado curto da grade ligeiramente maior que um terço do comprimento de onda guiado e o lado longo entre duas e três vezes o comprimento do lado curto . A corrente no lado curto é transmitida para o outro lado e há uma diferença de fase entre os lados curtos. As antenas de grade de ondas viajantes (não ressonantes) irradiam feixes inclinados que se desviam da direção normal do plano da grade. A direção do feixe muda com a frequência e pode ser usada para varredura de frequência. Quando a antena do conjunto de grade é usada como antena ressonante, os lados longo e curto da grade são projetados para ter um comprimento de onda condutivo e metade do comprimento de onda condutivo da frequência central, e o método de alimentação central é adotado. A corrente instantânea da antena de grade no estado ressonante apresenta uma distribuição de onda estacionária. A radiação é gerada principalmente pelos lados curtos, com os lados longos atuando como linhas de transmissão. A antena de grade obtém melhor efeito de radiação, a radiação máxima está no estado de radiação do lado largo e a polarização é paralela ao lado curto da grade. Quando a frequência se desvia da frequência central projetada, o lado curto da grade não tem mais metade do comprimento de onda guia e ocorre a divisão do feixe no padrão de radiação. [2]
Modelo de array e seu padrão 3D
Conforme mostrado na figura acima da estrutura da antena, onde P1 e P2 estão 180° fora de fase, o ADS pode ser usado para simulação esquemática (não modelado neste artigo). Ao alimentar diferencialmente a porta de alimentação, a distribuição de corrente em um único elemento da rede pode ser observada, conforme mostrado na análise principal. As correntes na posição longitudinal estão em direções opostas (cancelamento), e as correntes na posição transversal são de igual amplitude e em fase (superposição).
Distribuição atual em diferentes braços1
Distribuição atual em diferentes braços 2
O texto acima fornece uma breve introdução à antena de grade e projeta um array usando uma estrutura de alimentação de microfita operando a 77 GHz. Na verdade, de acordo com os requisitos de detecção de radar, os números verticais e horizontais da grade podem ser reduzidos ou aumentados para obter um design de antena em um ângulo específico. Além disso, o comprimento da linha de transmissão microstrip pode ser modificado na rede de alimentação diferencial para atingir a diferença de fase correspondente.
Horário da postagem: 24 de janeiro de 2024
