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 princípios
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 sentidos opostos (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
