Para adaptarse a los requisitos de ángulo de antena del nuevo producto y compartir el molde de lámina de PCB de la generación anterior, se puede utilizar el siguiente diseño de antena para lograr una ganancia de antena de 14 dBi a 77 GHz y un rendimiento de radiación de 3 dB_E/H_Beamwidth=40°.Utilizando placa Rogers 4830, espesor 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Diseño de antena
En la figura anterior, se utiliza una antena de rejilla microstrip.La antena de red de microcinta es una forma de antena formada por elementos radiantes en cascada y líneas de transmisión formadas por N anillos de microcinta.Tiene estructura compacta, alta ganancia, alimentación sencilla y facilidad de fabricación y otras ventajas.El principal método de polarización es la polarización lineal, que es similar a las antenas microstrip convencionales y puede procesarse mediante tecnología de grabado.La impedancia de la red, la ubicación de la alimentación y la estructura de interconexión determinan en conjunto la distribución de corriente a través del conjunto, y las características de radiación dependen de la geometría de la red.Se utiliza un tamaño de cuadrícula único para determinar la frecuencia central de la antena.
Productos de la serie de antenas RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Análisis de principios
La corriente que fluye en la dirección vertical del elemento del conjunto tiene igual amplitud y dirección inversa, y la capacidad de radiación es débil, lo que tiene poco impacto en el rendimiento de la antena.Establezca el ancho de celda l1 a media longitud de onda y ajuste la altura de la celda (h) para lograr una diferencia de fase de 180 ° entre a0 y b0.Para radiación lateral, la diferencia de fase entre los puntos a1 y b1 es 0°.
Estructura de elementos de matriz
Estructura de alimentación
Las antenas de tipo rejilla generalmente usan una estructura de alimentación coaxial y el alimentador está conectado a la parte posterior de la PCB, por lo que el alimentador debe diseñarse a través de capas.Para el procesamiento real, habrá un cierto error de precisión que afectará el rendimiento.Para cumplir con la información de fase descrita en la figura anterior, se puede utilizar una estructura de alimentación diferencial plana, con excitación de igual amplitud en los dos puertos, pero una diferencia de fase de 180°.
Estructura de alimentación coaxial[1]
La mayoría de las antenas de red microstrip utilizan alimentación coaxial.Las posiciones de alimentación de la antena de red se dividen principalmente en dos tipos: alimentación central (punto de alimentación 1) y alimentación de borde (punto de alimentación 2 y punto de alimentación 3).
Estructura típica de matriz de cuadrícula
Durante la alimentación de borde, hay ondas viajeras que abarcan toda la rejilla en la antena de matriz de rejilla, que es una matriz de disparo final unidireccional no resonante.La antena de red se puede utilizar como antena de onda viajera y como antena resonante.La selección de la frecuencia, el punto de alimentación y el tamaño de la red adecuados permite que la red funcione en diferentes estados: onda viajera (barrido de frecuencia) y resonancia (emisión de borde).Como antena de onda viajera, la antena de red adopta una forma de alimentación alimentada por el borde, con el lado corto de la red ligeramente mayor que un tercio de la longitud de onda guiada y el lado largo entre dos y tres veces la longitud del lado corto. .La corriente en el lado corto se transmite al otro lado y hay una diferencia de fase entre los lados cortos.Las antenas de rejilla de ondas progresivas (no resonantes) irradian haces inclinados que se desvían de la dirección normal del plano de la rejilla.La dirección del haz cambia con la frecuencia y se puede utilizar para el escaneo de frecuencia.Cuando la antena de red se utiliza como antena resonante, los lados largo y corto de la red están diseñados para ser una longitud de onda conductora y media longitud de onda conductora de la frecuencia central, y se adopta el método de alimentación central.La corriente instantánea de la antena de rejilla en estado resonante presenta una distribución de onda estacionaria.La radiación se genera principalmente en los lados cortos, mientras que los lados largos actúan como líneas de transmisión.La antena de rejilla obtiene un mejor efecto de radiación, la radiación máxima se produce en el estado de radiación del lado ancho y la polarización es paralela al lado corto de la rejilla.Cuando la frecuencia se desvía de la frecuencia central diseñada, el lado corto de la rejilla ya no es la mitad de la longitud de onda guía y se produce una división del haz en el patrón de radiación.[2]
Modelo de matriz y su patrón 3D.
Como se muestra en la figura anterior de la estructura de la antena, donde P1 y P2 están desfasados 180°, se puede utilizar ADS para simulación esquemática (no modelada en este artículo).Al alimentar diferencialmente el puerto de alimentación, se puede observar la distribución de corriente en un solo elemento de la red, como se muestra en el análisis principal.Las corrientes en posición longitudinal son de direcciones opuestas (cancelación) y las corrientes en posición transversal son de igual amplitud y en fase (superposición).
Distribución actual en diferentes brazos1
Distribución actual en diferentes brazos 2.
Lo anterior ofrece una breve introducción a la antena de rejilla y diseña una matriz utilizando una estructura de alimentación de microcinta que opera a 77 GHz.De hecho, según los requisitos de detección del radar, los números verticales y horizontales de la cuadrícula se pueden reducir o aumentar para lograr un diseño de antena en un ángulo específico.Además, la longitud de la línea de transmisión microstrip se puede modificar en la red de alimentación diferencial para conseguir la diferencia de fase correspondiente.
Hora de publicación: 24 de enero de 2024
