Untuk menyesuaikan dengan persyaratan sudut antena produk baru dan menggunakan cetakan lembaran PCB generasi sebelumnya, tata letak antena berikut dapat digunakan untuk mencapai penguatan antena 14dBi@77GHz dan kinerja radiasi 3dB_E/H_Beamwidth=40°. Menggunakan pelat Rogers 4830, ketebalan 0,127mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Tata letak antena
Pada gambar di atas, digunakan antena grid mikrostrip. Antena array grid mikrostrip adalah bentuk antena yang dibentuk dengan menyusun elemen pemancar dan saluran transmisi yang dibentuk oleh N cincin mikrostrip. Antena ini memiliki struktur kompak, gain tinggi, pemberian daya yang sederhana, dan kemudahan pembuatan, serta keunggulan lainnya. Metode polarisasi utamanya adalah polarisasi linier, yang mirip dengan antena mikrostrip konvensional dan dapat diproses dengan teknologi etsa. Impedansi grid, lokasi pemberian daya, dan struktur interkoneksi secara bersama-sama menentukan distribusi arus di seluruh array, dan karakteristik radiasi bergantung pada geometri grid. Ukuran grid tunggal digunakan untuk menentukan frekuensi pusat antena.
Produk seri antena array RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analisis prinsip
Arus yang mengalir dalam arah vertikal elemen susunan memiliki amplitudo yang sama dan arah yang berlawanan, dan kemampuan radiasinya lemah, yang berdampak kecil pada kinerja antena. Atur lebar sel l1 menjadi setengah panjang gelombang dan sesuaikan tinggi sel (h) untuk mencapai perbedaan fasa 180° antara a0 dan b0. Untuk radiasi tegak lurus, perbedaan fasa antara titik a1 dan b1 adalah 0°.
Struktur elemen array
Struktur pakan
Antena tipe grid biasanya menggunakan struktur umpan koaksial, dan umpan terhubung ke bagian belakang PCB, sehingga umpan perlu dirancang melalui lapisan. Untuk pemrosesan aktual, akan ada kesalahan akurasi tertentu, yang akan memengaruhi kinerja. Untuk memenuhi informasi fase yang dijelaskan pada gambar di atas, struktur umpan diferensial planar dapat digunakan, dengan eksitasi amplitudo yang sama pada kedua port, tetapi perbedaan fase 180°.
Struktur umpan koaksial[1]
Sebagian besar antena grid array mikrostrip menggunakan pemberian daya koaksial. Posisi pemberian daya pada antena grid array terutama dibagi menjadi dua jenis: pemberian daya tengah (titik pemberian daya 1) dan pemberian daya tepi (titik pemberian daya 2 dan titik pemberian daya 3).
Struktur susunan grid tipikal
Selama pemberian daya tepi, terdapat gelombang berjalan yang membentang di seluruh grid pada antena susunan grid, yang merupakan susunan end-fire satu arah non-resonansi. Antena susunan grid dapat digunakan sebagai antena gelombang berjalan dan antena resonansi. Pemilihan frekuensi, titik umpan, dan ukuran grid yang tepat memungkinkan grid beroperasi dalam berbagai keadaan: gelombang berjalan (penyapu frekuensi) dan resonansi (emisi tepi). Sebagai antena gelombang berjalan, antena susunan grid mengadopsi bentuk umpan tepi, dengan sisi pendek grid sedikit lebih besar dari sepertiga panjang gelombang terpandu dan sisi panjang antara dua dan tiga kali panjang sisi pendek. Arus pada sisi pendek ditransmisikan ke sisi lain, dan terdapat perbedaan fasa antara sisi pendek. Antena grid gelombang berjalan (non-resonansi) memancarkan berkas miring yang menyimpang dari arah normal bidang grid. Arah berkas berubah dengan frekuensi dan dapat digunakan untuk pemindaian frekuensi. Ketika antena grid array digunakan sebagai antena resonansi, sisi panjang dan pendek grid dirancang agar memiliki panjang gelombang konduktif satu dan setengah panjang gelombang konduktif dari frekuensi pusat, dan metode pemberian daya pusat diadopsi. Arus sesaat antena grid dalam keadaan resonansi menunjukkan distribusi gelombang berdiri. Radiasi terutama dihasilkan oleh sisi pendek, dengan sisi panjang bertindak sebagai saluran transmisi. Antena grid memperoleh efek radiasi yang lebih baik, radiasi maksimum berada dalam keadaan radiasi sisi lebar, dan polarisasi sejajar dengan sisi pendek grid. Ketika frekuensi menyimpang dari frekuensi pusat yang dirancang, sisi pendek grid tidak lagi setengah panjang gelombang pandu, dan terjadi pemisahan berkas pada pola radiasi. [2]
Model susunan dan pola 3D-nya
Seperti yang ditunjukkan pada gambar struktur antena di atas, di mana P1 dan P2 berlawanan fase 180°, ADS dapat digunakan untuk simulasi skematis (tidak dimodelkan dalam artikel ini). Dengan memberi daya secara diferensial pada port umpan, distribusi arus pada elemen grid tunggal dapat diamati, seperti yang ditunjukkan dalam analisis prinsip. Arus pada posisi longitudinal berlawanan arah (pembatalan), dan arus pada posisi transversal memiliki amplitudo yang sama dan sefase (superposisi).
Distribusi saat ini pada lengan yang berbeda1
Distribusi saat ini pada lengan yang berbeda 2
Uraian di atas memberikan pengantar singkat tentang antena grid, dan mendesain susunan antena menggunakan struktur umpan mikrostrip yang beroperasi pada 77 GHz. Sebenarnya, sesuai dengan persyaratan deteksi radar, jumlah grid vertikal dan horizontal dapat dikurangi atau ditambah untuk mencapai desain antena pada sudut tertentu. Selain itu, panjang saluran transmisi mikrostrip dapat dimodifikasi dalam jaringan umpan diferensial untuk mencapai perbedaan fasa yang sesuai.
Waktu posting: 24 Januari 2024
