เพื่อให้สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านมุมของเสาอากาศของผลิตภัณฑ์ใหม่ และสามารถใช้แม่พิมพ์แผ่น PCB รุ่นก่อนหน้าได้ จึงสามารถใช้รูปแบบเสาอากาศต่อไปนี้เพื่อให้ได้ค่าเกนของเสาอากาศที่ 14dBi@77GHz และประสิทธิภาพการแผ่รังสีที่ 3dB_E/H_Beamwidth=40° โดยใช้แผ่น Rogers 4830 ความหนา 0.127 มม., Dk=3.25, Df=0.0033
เค้าโครงเสาอากาศ
ในภาพด้านบน เสาอากาศแบบกริดไมโครสตริปถูกนำมาใช้ เสาอากาศแบบกริดอาร์เรย์ไมโครสตริปเป็นรูปแบบเสาอากาศที่สร้างขึ้นจากองค์ประกอบการแผ่รังสีแบบเรียงซ้อนและสายส่งที่สร้างขึ้นจากวงแหวนไมโครสตริป N เสาอากาศนี้มีโครงสร้างที่กะทัดรัด อัตราขยายสูง การป้อนสัญญาณที่ง่าย การผลิตที่ง่าย และข้อดีอื่นๆ วิธีการโพลาไรซ์หลักคือโพลาไรซ์เชิงเส้น ซึ่งคล้ายกับเสาอากาศไมโครสตริปทั่วไป และสามารถประมวลผลได้ด้วยเทคโนโลยีการกัด อิมพีแดนซ์ของกริด ตำแหน่งฟีด และโครงสร้างการเชื่อมต่อร่วมกันจะเป็นตัวกำหนดการกระจายกระแสข้ามอาร์เรย์ และลักษณะการแผ่รังสีจะขึ้นอยู่กับรูปทรงของกริด เสาอากาศใช้ขนาดกริดเดียวเพื่อกำหนดความถี่ศูนย์กลางของเสาอากาศ
ผลิตภัณฑ์ซีรีส์เสาอากาศอาร์เรย์ RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
การวิเคราะห์หลักการ
กระแสที่ไหลในแนวตั้งขององค์ประกอบอาร์เรย์มีแอมพลิจูดเท่ากันและทิศทางกลับกัน และความสามารถในการแผ่รังสีต่ำ ซึ่งส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเสาอากาศเพียงเล็กน้อย ตั้งค่าความกว้างของเซลล์ l1 เป็นครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่น และปรับความสูงของเซลล์ (h) เพื่อให้ได้เฟสต่าง 180° ระหว่าง a0 และ b0 สำหรับการแผ่รังสีด้านกว้าง เฟสต่างระหว่างจุด a1 และ b1 คือ 0°
โครงสร้างองค์ประกอบอาร์เรย์
โครงสร้างฟีด
เสาอากาศแบบกริดมักใช้โครงสร้างฟีดแบบโคแอกเซียล และฟีดเดอร์จะเชื่อมต่อกับด้านหลังของแผงวงจรพิมพ์ ดังนั้นฟีดเดอร์จึงต้องออกแบบเป็นชั้นๆ ในการประมวลผลจริง อาจมีความคลาดเคลื่อนด้านความแม่นยำอยู่บ้าง ซึ่งจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงาน เพื่อให้ได้ข้อมูลเฟสตามที่อธิบายไว้ในรูปด้านบน สามารถใช้โครงสร้างฟีดดิฟเฟอเรนเชียลแบบระนาบได้ โดยมีแอมพลิจูดเท่ากันที่พอร์ตทั้งสอง แต่เฟสต่างกัน 180°
โครงสร้างฟีดโคแอกเซียล[1]
เสาอากาศแบบกริดอาร์เรย์ไมโครสตริปส่วนใหญ่ใช้การป้อนสัญญาณแบบโคแอกเซียล ตำแหน่งการป้อนสัญญาณของเสาอากาศแบบกริดอาร์เรย์แบ่งออกเป็นสองประเภทหลักๆ ได้แก่ การป้อนสัญญาณแบบกึ่งกลาง (จุดป้อนสัญญาณที่ 1) และการป้อนสัญญาณแบบขอบ (จุดป้อนสัญญาณที่ 2 และจุดป้อนสัญญาณที่ 3)
โครงสร้างอาร์เรย์กริดทั่วไป
ในระหว่างการป้อนคลื่นแบบ Edge Feed จะมีคลื่นเคลื่อนที่ครอบคลุมทั่วทั้งกริดบนเสาอากาศแบบ Grid Array ซึ่งเป็นเสาอากาศแบบ End-Fire ทิศทางเดียวที่ไม่เกิดการสั่นพ้อง เสาอากาศแบบ Grid Array สามารถใช้เป็นทั้งเสาอากาศแบบคลื่นเคลื่อนที่และเสาอากาศแบบ Resonant การเลือกความถี่ จุดป้อน และขนาดกริดที่เหมาะสมทำให้กริดสามารถทำงานได้ในสถานะต่างๆ ได้แก่ คลื่นเคลื่อนที่ (การกวาดความถี่) และการสั่นพ้อง (การแผ่คลื่นแบบ Edge Emission) ในฐานะเสาอากาศแบบคลื่นเคลื่อนที่ เสาอากาศแบบ Grid Array ใช้รูปแบบการป้อนคลื่นแบบ Edge Feed โดยด้านสั้นของกริดจะมีขนาดใหญ่กว่าหนึ่งในสามของความยาวคลื่นนำทางเล็กน้อย และด้านยาวจะมีความยาวระหว่างสองถึงสามเท่าของด้านสั้น กระแสที่ด้านสั้นจะถูกส่งไปยังอีกด้านหนึ่ง และจะมีเฟสต่างกันระหว่างด้านสั้น เสาอากาศแบบ Grid Array คลื่นเคลื่อนที่ (แบบไม่เกิดการสั่นพ้อง) จะแผ่คลื่นที่เอียงออกจากทิศทางปกติของระนาบกริด ทิศทางของคลื่นจะเปลี่ยนแปลงไปตามความถี่และสามารถใช้สำหรับการแสกนความถี่ได้ เมื่อใช้เสาอากาศแบบกริดอาร์เรย์เป็นเสาอากาศเรโซแนนซ์ ด้านยาวและด้านสั้นของกริดจะถูกออกแบบให้มีความยาวคลื่นนำไฟฟ้าหนึ่งและครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นนำไฟฟ้าของความถี่กลาง และใช้วิธีป้อนคลื่นกลาง กระแสทันทีของเสาอากาศกริดในสถานะเรโซแนนซ์จะแสดงการกระจายคลื่นนิ่ง การแผ่รังสีส่วนใหญ่เกิดจากด้านสั้น โดยด้านยาวทำหน้าที่เป็นสายส่ง เสาอากาศกริดให้ผลการแผ่รังสีที่ดีกว่า การแผ่รังสีสูงสุดอยู่ในสถานะการแผ่รังสีด้านกว้าง และโพลาไรเซชันขนานกับด้านสั้นของกริด เมื่อความถี่เบี่ยงเบนจากความถี่กลางที่ออกแบบไว้ ด้านสั้นของกริดจะไม่เท่ากับครึ่งหนึ่งของความยาวคลื่นนำอีกต่อไป และเกิดการแยกลำแสงในรูปแบบการแผ่รังสี [2]
แบบจำลองอาร์เรย์และรูปแบบสามมิติ
ดังที่แสดงในรูปโครงสร้างเสาอากาศด้านบน โดยที่ P1 และ P2 อยู่ต่างเฟสกัน 180° สามารถใช้ ADS เพื่อจำลองแบบแผนผังได้ (ไม่ได้จำลองในบทความนี้) โดยการป้อนกระแสไปยังพอร์ตป้อนแบบดิฟเฟอเรนเชียล จะสามารถสังเกตการกระจายกระแสบนองค์ประกอบกริดเดี่ยวได้ ดังที่แสดงในการวิเคราะห์หลักการ กระแสในตำแหน่งตามยาวจะอยู่ในทิศทางตรงกันข้าม (การหักล้าง) และกระแสในตำแหน่งตามขวางจะมีแอมพลิจูดเท่ากันและอยู่ในเฟสเดียวกัน (การซ้อนทับ)
การกระจายตัวของกระแสในแต่ละแขน1
การกระจายกระแสในแขนที่แตกต่างกัน 2
ข้างต้นจะอธิบายเบื้องต้นเกี่ยวกับเสาอากาศแบบกริด และออกแบบอาร์เรย์โดยใช้โครงสร้างฟีดไมโครสตริปที่ทำงานที่ความถี่ 77 GHz อันที่จริง ตามข้อกำหนดการตรวจจับด้วยเรดาร์ ตัวเลขแนวตั้งและแนวนอนของกริดสามารถลดหรือเพิ่มเพื่อให้ได้การออกแบบเสาอากาศในมุมที่กำหนด นอกจากนี้ ความยาวของสายส่งไมโครสตริปยังสามารถปรับเปลี่ยนในเครือข่ายฟีดดิฟเฟอเรนเชียลเพื่อให้ได้เฟสที่แตกต่างกัน
เวลาโพสต์: 24 ม.ค. 2567
