על מנת להתאים לדרישות זווית האנטנה של המוצר החדש ולשתף את תבנית גיליון PCB מהדור הקודם, ניתן להשתמש בפריסת האנטנה הבאה כדי להשיג רווח אנטנה של 14dBi@77GHz וביצועי קרינה של 3dB_E/H_Beamwidth=40°. שימוש בצלחת Rogers 4830, עובי 0.127 מ"מ, Dk=3.25, Df=0.0033.
פריסת אנטנה
באיור לעיל, נעשה שימוש באנטנת רשת microstrip. אנטנת מערך הרשת המיקרו-סטריפ היא צורת אנטנה שנוצרה על ידי אלמנטים מקרינים מדורגים וקווי שידור שנוצרו על ידי N טבעות מיקרו-סטריפ. יש לו מבנה קומפקטי, רווח גבוה, הזנה פשוטה וקלות ייצור ויתרונות נוספים. שיטת הקיטוב העיקרית היא קיטוב ליניארי, הדומה לאנטנות מיקרו-סטריפ קונבנציונליות וניתן לעבד אותו בטכנולוגיית תחריט. העכבה, מיקום ההזנה ומבנה החיבור של הרשת קובעים יחד את חלוקת הזרם על פני המערך, ומאפייני הקרינה תלויים בגיאומטריה של הרשת. גודל רשת בודד משמש לקביעת התדר המרכזי של האנטנה.
מוצרי סדרת אנטנות מערך RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
ניתוח עקרונות
לזרם הזורם בכיוון האנכי של אלמנט המערך יש משרעת שווה וכיוון הפוך, ויכולת הקרינה חלשה, מה שמשפיע מעט על ביצועי האנטנה. הגדר את רוחב התא l1 לחצי אורך גל והתאם את גובה התא (h) כדי להשיג הפרש פאזה של 180° בין a0 ל-b0. עבור קרינה רחבה, הפרש הפאזות בין נקודות a1 ו-b1 הוא 0°.
מבנה אלמנטים של מערך
מבנה הזנה
אנטנות מסוג רשת משתמשות בדרך כלל במבנה הזנה קואקסיאלי, והמזין מחובר לחלק האחורי של ה-PCB, כך שהמזין צריך להיות מתוכנן דרך שכבות. עבור עיבוד בפועל, תהיה שגיאת דיוק מסוימת, שתשפיע על הביצועים. על מנת לעמוד במידע הפאזה המתואר באיור לעיל, ניתן להשתמש במבנה הזנה דיפרנציאלי מישורי, עם עירור משרעת שווה בשתי היציאות, אך הפרש פאזה של 180°.
מבנה הזנה קואקסיאלי[1]
רוב אנטנות מערך הרשת המיקרו-סטריפ משתמשות בהזנה קואקסיאלית. מיקומי ההזנה של אנטנת מערך הרשת מתחלקים בעיקר לשני סוגים: הזנה מרכזית (נקודת הזנה 1) והזנת קצה (נקודת הזנה 2 ונקודת הזנה 3).
מבנה מערך רשת אופייני
במהלך הזנת קצה, ישנם גלים נעים המשתרעים על כל הרשת על אנטנת מערך הרשת, שהיא מערך אש קצה שאינו מהדהד בכיוון אחד. אנטנת מערך הרשת יכולה לשמש גם כאנטנת גל נוסע וגם כאנטנת תהודה. בחירת התדר, נקודת ההזנה וגודל הרשת המתאימים מאפשרת לרשת לפעול במצבים שונים: גל נוסע (סוויפ תדר) ותהודה (פליטת קצה). כאנטנת גל נוסע, אנטנת מערך הרשת מאמצת צורת הזנה מוזנת קצה, כאשר הצד הקצר של הרשת גדול מעט משליש מאורך הגל המונחה והצד הארוך בין פי שניים לשלושה מאורך הצד הקצר. . הזרם בצד הקצר מועבר לצד השני, ויש הפרש פאזה בין הצדדים הקצרים. אנטנות רשת גלים נוסעות (לא תהודה) מקרינות אלומות מוטות החורגות מהכיוון הרגיל של מישור הרשת. כיוון האלומה משתנה עם התדירות וניתן להשתמש בו לסריקת תדרים. כאשר אנטנת מערך הרשת משמשת כאנטנת תהודה, הצדדים הארוכים והקצרים של הרשת מתוכננים להיות אורך גל מוליך אחד וחצי אורך גל מוליך של התדר המרכזי, ושיטת ההזנה המרכזית מאומצת. הזרם המיידי של אנטנת הרשת במצב התהודה מציג התפלגות גל עומד. קרינה נוצרת בעיקר מהצדדים הקצרים, כאשר הצדדים הארוכים משמשים כקווי תמסורת. אנטנת הרשת משיגה אפקט קרינה טוב יותר, הקרינה המקסימלית היא במצב קרינה רחב, והקיטוב מקביל לצד הקצר של הרשת. כאשר התדר חורג מהתדר המרכזי המתוכנן, הצד הקצר של הרשת אינו עוד חצי מאורך הגל המנחה, ופיצול אלומה מתרחש בתבנית הקרינה. [2]
מודל המערך ותבנית התלת מימד שלו
כפי שמוצג באיור שלמעלה של מבנה האנטנה, כאשר P1 ו-P2 נמצאים ב-180 מעלות מחוץ לפאזה, ניתן להשתמש ב-ADS לסימולציה סכמטית (שלא נכתבה במודל במאמר זה). על ידי הזנה דיפרנציאלית של יציאת ההזנה, ניתן לראות את ההתפלגות הנוכחית על אלמנט רשת בודד, כפי שמוצג בניתוח העקרוני. הזרמים במיקום האורך הם בכיוונים מנוגדים (ביטול), והזרמים במיקום הרוחבי הם בעלי משרעת שווה ובפאזה (סופרפוזיציה).
התפלגות נוכחית על זרועות שונות1
התפלגות נוכחית על זרועות שונות 2
האמור לעיל נותן היכרות קצרה עם אנטנת הרשת, ומתכנן מערך באמצעות מבנה הזנה של מיקרו-סטריפ הפועל בתדר 77GHz. למעשה, בהתאם לדרישות זיהוי המכ"ם, ניתן להקטין או להגדיל את המספרים האנכיים והאופקיים של הרשת כדי להשיג עיצוב אנטנה בזווית מסוימת. בנוסף, ניתן לשנות את אורך קו התמסורת המיקרו-סטריפ ברשת ההזנה הדיפרנציאלית כדי להשיג את הפרש הפאזות המתאים.
זמן פרסום: 24 בינואר 2024
