Προκειμένου να προσαρμοστεί στις απαιτήσεις γωνίας κεραίας του νέου προϊόντος και να μοιραστεί το καλούπι φύλλων PCB προηγούμενης γενιάς, η ακόλουθη διάταξη κεραίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να επιτευχθεί κέρδος κεραίας 14dBi@77GHz και απόδοση ακτινοβολίας 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Χρησιμοποιώντας πλάκα Rogers 4830, πάχος 0,127mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Διάταξη κεραίας
Στο παραπάνω σχήμα, χρησιμοποιείται μια κεραία πλέγματος μικρολωρίδας. Η κεραία πλέγματος μικρολωρίδας είναι μια μορφή κεραίας που σχηματίζεται από διαδοχικά στοιχεία ακτινοβολίας και γραμμές μεταφοράς που σχηματίζονται από N δακτυλίους μικρολωρίδας. Έχει συμπαγή δομή, υψηλό κέρδος, απλή τροφοδοσία και ευκολία κατασκευής και άλλα πλεονεκτήματα. Η κύρια μέθοδος πόλωσης είναι η γραμμική πόλωση, η οποία είναι παρόμοια με τις συμβατικές κεραίες μικρολωρίδας και μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία με τεχνολογία χάραξης. Η σύνθετη αντίσταση του πλέγματος, η θέση τροφοδοσίας και η δομή διασύνδεσης καθορίζουν μαζί την κατανομή ρεύματος σε όλη τη συστοιχία και τα χαρακτηριστικά ακτινοβολίας εξαρτώνται από τη γεωμετρία του πλέγματος. Χρησιμοποιείται ένα μόνο μέγεθος πλέγματος για τον προσδιορισμό της κεντρικής συχνότητας της κεραίας.
Προϊόντα σειράς κεραιών RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Ανάλυση αρχών
Το ρεύμα που ρέει στην κατακόρυφη κατεύθυνση του στοιχείου της συστοιχίας έχει ίσο πλάτος και αντίστροφη κατεύθυνση, και η ικανότητα ακτινοβολίας είναι ασθενής, γεγονός που έχει μικρή επίδραση στην απόδοση της κεραίας. Ρυθμίστε το πλάτος του κελιού l1 στο μισό μήκος κύματος και προσαρμόστε το ύψος του κελιού (h) για να επιτύχετε διαφορά φάσης 180° μεταξύ a0 και b0. Για ακτινοβολία ευρείας πλευράς, η διαφορά φάσης μεταξύ των σημείων a1 και b1 είναι 0°.
Δομή στοιχείων πίνακα
Δομή τροφοδοσίας
Οι κεραίες τύπου πλέγματος χρησιμοποιούν συνήθως ομοαξονική δομή τροφοδοσίας και ο τροφοδότης συνδέεται στο πίσω μέρος της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος (PCB), επομένως ο τροφοδότης πρέπει να σχεδιαστεί μέσω στρώσεων. Για την πραγματική επεξεργασία, θα υπάρχει ένα συγκεκριμένο σφάλμα ακρίβειας, το οποίο θα επηρεάσει την απόδοση. Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι πληροφορίες φάσης που περιγράφονται στο παραπάνω σχήμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια επίπεδη διαφορική δομή τροφοδοσίας, με διέγερση ίσου πλάτους στις δύο θύρες, αλλά διαφορά φάσης 180°.
Ομοαξονική δομή τροφοδοσίας[1]
Οι περισσότερες κεραίες πλέγματος μικρολωρίδων χρησιμοποιούν ομοαξονική τροφοδοσία. Οι θέσεις τροφοδοσίας της κεραίας πλέγματος χωρίζονται κυρίως σε δύο τύπους: κεντρική τροφοδοσία (σημείο τροφοδοσίας 1) και τροφοδοσία από την άκρη (σημείο τροφοδοσίας 2 και σημείο τροφοδοσίας 3).
Τυπική δομή πίνακα πλέγματος
Κατά την τροφοδοσία από την άκρη, υπάρχουν οδεύοντα κύματα που εκτείνονται σε ολόκληρο το πλέγμα στην κεραία πλέγματος, η οποία είναι μια μη συντονισμένη συστοιχία μονής κατεύθυνσης με τελικό κύμα. Η κεραία πλέγματος μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο ως κεραία οδεύοντος κύματος όσο και ως κεραία συντονισμού. Η επιλογή της κατάλληλης συχνότητας, σημείου τροφοδοσίας και μεγέθους πλέγματος επιτρέπει στο πλέγμα να λειτουργεί σε διαφορετικές καταστάσεις: οδεύον κύμα (σάρωση συχνότητας) και συντονισμός (εκπομπή ακμής). Ως κεραία οδεύοντος κύματος, η κεραία πλέγματος υιοθετεί μια μορφή τροφοδοσίας τροφοδοτούμενης από την άκρη, με τη βραχεία πλευρά του πλέγματος ελαφρώς μεγαλύτερη από το ένα τρίτο του οδηγούμενου μήκους κύματος και τη μακριά πλευρά μεταξύ δύο και τριών φορές το μήκος της βραχείας πλευράς. Το ρεύμα στη βραχεία πλευρά μεταδίδεται στην άλλη πλευρά και υπάρχει διαφορά φάσης μεταξύ των βραχέων πλευρών. Οι κεραίες πλέγματος οδεύοντος κύματος (μη συντονισμένες) ακτινοβολούν κεκλιμένες δέσμες που αποκλίνουν από την κανονική κατεύθυνση του επιπέδου πλέγματος. Η κατεύθυνση της δέσμης αλλάζει με τη συχνότητα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σάρωση συχνότητας. Όταν η κεραία πλέγματος χρησιμοποιείται ως συντονισμένη κεραία, οι μεγάλες και οι μικρές πλευρές του πλέγματος έχουν σχεδιαστεί ώστε να έχουν ένα αγώγιμο μήκος κύματος και μισό αγώγιμο μήκος κύματος της κεντρικής συχνότητας, και υιοθετείται η μέθοδος κεντρικής τροφοδοσίας. Το στιγμιαίο ρεύμα της κεραίας πλέγματος στην κατάσταση συντονισμού παρουσιάζει κατανομή στάσιμου κύματος. Η ακτινοβολία παράγεται κυρίως από τις μικρές πλευρές, με τις μεγάλες πλευρές να λειτουργούν ως γραμμές μεταφοράς. Η κεραία πλέγματος επιτυγχάνει καλύτερο αποτέλεσμα ακτινοβολίας, η μέγιστη ακτινοβολία βρίσκεται στην κατάσταση ακτινοβολίας ευρείας πλευράς και η πόλωση είναι παράλληλη με τη μικρή πλευρά του πλέγματος. Όταν η συχνότητα αποκλίνει από την σχεδιασμένη κεντρική συχνότητα, η μικρή πλευρά του πλέγματος δεν είναι πλέον το μισό του μήκους κύματος οδηγού και συμβαίνει διάσπαση δέσμης στο διάγραμμα ακτινοβολίας. [2]
Μοντέλο πίνακα και το τρισδιάστατο μοτίβο του
Όπως φαίνεται στο παραπάνω σχήμα της δομής της κεραίας, όπου τα P1 και P2 είναι 180° εκτός φάσης, το ADS μπορεί να χρησιμοποιηθεί για σχηματική προσομοίωση (δεν μοντελοποιείται σε αυτό το άρθρο). Τροφοδοτώντας διαφορικά τη θύρα τροφοδοσίας, μπορεί να παρατηρηθεί η κατανομή ρεύματος σε ένα μόνο στοιχείο πλέγματος, όπως φαίνεται στην ανάλυση αρχών. Τα ρεύματα στη διαμήκη θέση είναι σε αντίθετες κατευθύνσεις (ακύρωση) και τα ρεύματα στην εγκάρσια θέση είναι ίσου πλάτους και σε φάση (υπέρθεση).
Κατανομή ρεύματος σε διαφορετικούς βραχίονες1
Κατανομή ρεύματος σε διαφορετικούς βραχίονες 2
Τα παραπάνω παρέχουν μια σύντομη εισαγωγή στην κεραία δικτύου και σχεδιάζουν μια διάταξη χρησιμοποιώντας μια δομή τροφοδοσίας μικρολωρίδας που λειτουργεί στα 77 GHz. Στην πραγματικότητα, σύμφωνα με τις απαιτήσεις ανίχνευσης ραντάρ, οι κατακόρυφοι και οριζόντιοι αριθμοί του δικτύου μπορούν να μειωθούν ή να αυξηθούν για να επιτευχθεί ένας σχεδιασμός κεραίας σε μια συγκεκριμένη γωνία. Επιπλέον, το μήκος της γραμμής μεταφοράς μικρολωρίδας μπορεί να τροποποιηθεί στο δίκτυο διαφορικής τροφοδοσίας για να επιτευχθεί η αντίστοιχη διαφορά φάσης.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Ιανουαρίου 2024
