Agar dapat beradaptasi dengan kebutuhan sudut antena produk baru dan menggunakan cetakan lembaran PCB generasi sebelumnya, tata letak antena berikut dapat digunakan untuk mencapai penguatan antena sebesar 14 dBi pada 77GHz dan kinerja radiasi 3 dB_E/H_Beamwidth=40°. Menggunakan pelat Rogers 4830, tebal 0,127 mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Tata letak antena
Pada gambar di atas, antena grid mikrostrip digunakan. Antena susunan grid mikrostrip adalah bentuk antena yang dibentuk oleh elemen-elemen radiasi dan saluran transmisi yang disusun oleh N cincin mikrostrip. Antena ini memiliki struktur yang ringkas, penguatan tinggi, pencatuan sederhana, kemudahan pembuatan, dan berbagai keunggulan lainnya. Metode polarisasi utamanya adalah polarisasi linier, yang serupa dengan antena mikrostrip konvensional dan dapat diproses dengan teknologi etsa. Impedansi grid, lokasi pencatuan, dan struktur interkoneksi bersama-sama menentukan distribusi arus di seluruh susunan, dan karakteristik radiasinya 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 pada arah vertikal elemen array memiliki amplitudo dan arah sebaliknya yang sama, dan kemampuan radiasinya lemah, sehingga berdampak kecil pada kinerja antena. Atur lebar sel l1 menjadi setengah panjang gelombang dan sesuaikan tinggi sel (h) untuk mencapai beda fase 180° antara a0 dan b0. Untuk radiasi sisi lebar, beda fase antara titik a1 dan b1 adalah 0°.
Struktur elemen array
Struktur umpan
Antena tipe grid biasanya menggunakan struktur umpan koaksial, dan pengumpan terhubung ke bagian belakang PCB, sehingga pengumpan perlu dirancang berlapis-lapis. Untuk pemrosesan aktual, akan terdapat 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 dengan perbedaan fase 180°.
Struktur umpan koaksial[1]
Kebanyakan antena grid array mikrostrip menggunakan pengumpan koaksial. Posisi pengumpan antena grid array umumnya dibagi menjadi dua jenis: pengumpan tengah (titik pengumpan 1) dan pengumpan tepi (titik pengumpan 2 dan titik pengumpan 3).
Struktur susunan grid yang umum
Selama pengumpanan tepi, terdapat gelombang berjalan yang membentang di seluruh grid pada antena susunan grid, yang merupakan susunan ujung-api satu arah non-resonansi. Antena susunan grid dapat digunakan sebagai antena gelombang berjalan dan antena resonansi. Memilih frekuensi, titik umpan, dan ukuran grid yang tepat memungkinkan grid beroperasi dalam berbagai keadaan: gelombang berjalan (sapuan 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 fase antara sisi-sisi pendek. Antena grid gelombang berjalan (non-resonansi) memancarkan sinar miring yang menyimpang dari arah normal bidang grid. Arah sinar berubah dengan frekuensi dan dapat digunakan untuk pemindaian frekuensi. Ketika antena grid array digunakan sebagai antena resonansi, sisi panjang dan pendek grid dirancang menjadi satu panjang gelombang konduktif dan setengah panjang gelombang konduktif dari frekuensi pusat, dan metode pemberian makan pusat diadopsi. Arus sesaat antena grid dalam keadaan resonansi menyajikan 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 panduan, dan pemisahan berkas terjadi dalam pola radiasi. [2]
Model array dan pola 3D-nya
Seperti yang ditunjukkan pada gambar struktur antena di atas, di mana P1 dan P2 berselisih 180°, ADS dapat digunakan untuk simulasi skematis (tidak dimodelkan dalam artikel ini). Dengan memberikan umpan secara diferensial pada port umpan, distribusi arus pada satu elemen grid dapat diamati, seperti yang ditunjukkan dalam analisis prinsip. Arus pada posisi longitudinal berada dalam arah yang berlawanan (pembatalan), dan arus pada posisi transversal memiliki amplitudo dan fase yang sama (superposisi).
Distribusi arus pada berbagai lengan1
Distribusi arus pada lengan yang berbeda 2
Penjelasan di atas memberikan pengantar singkat tentang antena grid, dan merancang susunan antena menggunakan struktur umpan mikrostrip yang beroperasi pada frekuensi 77GHz. Bahkan, sesuai dengan persyaratan deteksi radar, jumlah vertikal dan horizontal grid dapat dikurangi atau ditingkatkan untuk mencapai desain antena pada sudut tertentu. Selain itu, panjang saluran transmisi mikrostrip dapat dimodifikasi dalam jaringan umpan diferensial untuk mencapai beda fase yang sesuai.
Waktu posting: 24-Jan-2024
