เสาอากาศแบบระนาบเป็นเสาอากาศที่มีขนาดเล็ก โครงสร้างการแผ่รังสีจัดเรียงอยู่บนหรือขนานกับพื้นผิวเรียบ ขึ้นอยู่กับการออกแบบ องค์ประกอบการแผ่รังสีอาจเป็นแผ่นโลหะพิมพ์ลาย ร่อง ตัวนำแบบเกลียว ช่องเปิดของท่อนำคลื่น หรือองค์ประกอบหลายชิ้นรวมกันเป็นอาร์เรย์แบบระนาบ รูปทรงเรขาคณิตนี้ช่วยให้ติดตั้งได้อย่างกะทัดรัดบนแผงเรดาร์ เครื่องบิน สถานีรับส่งสัญญาณดาวเทียม อุปกรณ์สื่อสาร และระบบทดสอบคลื่นวิทยุ
คำว่า "เสาอากาศแบบระนาบ" หมายถึงโครงสร้างทางกายภาพมากกว่าประเภทของเสาอากาศแบบใดแบบหนึ่ง เสาอากาศแบบไมโครสตริปแพทช์เป็นตัวอย่างหนึ่งของเสาอากาศแบบระนาบที่คุ้นเคย แต่เสาอากาศแบบระนาบยังรวมถึงอาร์เรย์แบบสล็อต เสาอากาศแบบเกลียวระนาบ และอาร์เรย์แบบป้อนด้วยท่อนำคลื่น อัตราขยาย แบนด์วิดท์ โพลาไรเซชัน และความกว้างของลำแสงขึ้นอยู่กับรูปทรงขององค์ประกอบ เครือข่ายป้อน วัสดุ และขนาดรูรับแสงที่มีประสิทธิภาพ
จุดสำคัญ:“เสาอากาศแบบระนาบ” เป็นหมวดหมู่การออกแบบที่กว้างมาก การเลือกเสาอากาศที่เหมาะสมต้องพิจารณาจากช่วงความถี่ อัตราขยาย โพลาไรเซชัน แบนด์วิดท์ รูปแบบการแผ่รังสี อินเทอร์เฟซ และข้อกำหนดในการติดตั้ง
เสาอากาศแบบระนาบทำงานอย่างไร?
เมื่อพลังงาน RF ไปถึงองค์ประกอบที่แผ่รังสี กระแสไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นทั่วช่องเปิดระนาบ รูปทรงและขนาดขององค์ประกอบจะควบคุมความถี่เรโซแนนซ์ ในขณะที่ตำแหน่งการป้อนและโครงสร้างการจับคู่จะกำหนดประสิทธิภาพในการถ่ายโอนพลังงาน ในโหมดส่งสัญญาณ สนามจะแผ่รังสีออกสู่พื้นที่ว่าง ในโหมดรับสัญญาณ โครงสร้างเดียวกันนี้จะแปลงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เข้ามาให้เป็นพลังงาน RF ที่ถูกนำทาง
โครงสร้างพื้นฐานของเสาอากาศแบบระนาบ
- องค์ประกอบการแผ่รังสีหรือช่องรับแสง:พื้นผิวที่ใช้งานได้อาจใช้แผ่นปิด ร่อง รอยเกลียว หรือแถวขององค์ประกอบที่ซ้ำกัน
- พื้นราบหรือโครงสร้างรองรับ:สิ่งนี้ช่วยให้มีพื้นผิวอ้างอิง มีอิทธิพลต่อรูปแบบการแผ่รังสี และสามารถปรับปรุงการแยกออกจากแท่นติดตั้งได้
- เครือข่ายฟีด:สามารถใช้สายไมโครสตริป, โพรบโคแอกเซียล, ท่อนำคลื่น, ช่องเชื่อมต่อ และเครือข่ายป้อนสัญญาณแบบรวมศูนย์ได้ตามแบนด์วิดท์ กำลัง และข้อกำหนดของอาร์เรย์
- ฐานรอง, ฝาครอบเรดาร์ และตัวเรือน:คุณสมบัติทางไดอิเล็กทริกและทางกลของวัสดุเหล่านี้สามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพ การจับคู่ พฤติกรรมทางความร้อน และความทนทานต่อสภาพแวดล้อมได้
เสาอากาศแบบระนาบชนิดทั่วไป
- เสาอากาศแบบไมโครสตริปแพทช์:แผ่นวงจรพิมพ์ที่วางอยู่เหนือระนาบกราวด์ให้โครงสร้างที่บางและน้ำหนักเบา และสามารถผสานรวมเข้ากับวงจร RF ได้อย่างง่ายดาย ดูคำแนะนำของเราได้ที่นี่โครงสร้างและการทำงานของเสาอากาศไมโครสตริปสำหรับคำอธิบายโดยละเอียด
- อาร์เรย์ช่องระนาบและช่องนำคลื่น:ช่องที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวตัวนำหรือช่องเปิดของท่อนำคลื่นสามารถจัดเรียงเพื่อให้สามารถควบคุมโพลาไรเซชัน ความกว้างของลำแสง และอัตราขยายได้
- แผงเสาอากาศแบบระนาบ:มีการวางองค์ประกอบหลายชิ้นไว้บนช่องรับแสงแบบแบน ระยะห่างและเฟสการป้อนสัญญาณขององค์ประกอบเหล่านั้นจะเป็นตัวกำหนดพฤติกรรมของลำแสงรวมและลำแสงข้างเคียง
- เสาอากาศแบบเกลียวระนาบ:ตัวนำแบบเกลียวสามารถรองรับการทำงานแบบบรอดแบนด์และโพลาไรเซชันแบบวงกลมได้ เมื่อรูปทรงและการป้อนกระแสได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสม
การออกแบบเหล่านี้มีรูปทรงที่เรียบง่ายคล้ายกัน แต่ไม่สามารถใช้แทนกันได้ แต่ละตระกูลมีแบนด์วิดท์ ประสิทธิภาพ การจัดการพลังงาน กระบวนการผลิต และคุณลักษณะการรวมระบบที่แตกต่างกัน
ปัจจัยสำคัญด้านประสิทธิภาพและการออกแบบ
- ช่วงความถี่และแบนด์วิดท์:ขนาดขององค์ประกอบ คุณสมบัติของวัสดุรองรับ รูปทรงของช่องเปิด และการออกแบบตัวป้อน ต้องรองรับย่านความถี่การทำงานที่ต้องการ
- อัตราขยายและขนาดรูรับแสง:โดยทั่วไปแล้ว การขยายสัญญาณที่สูงขึ้นมักต้องการรูรับแสงที่มีประสิทธิภาพที่ใหญ่ขึ้น หรืออาร์เรย์ที่มีองค์ประกอบการแผ่รังสีมากขึ้น
- ความกว้างของลำแสงและคลื่นรบกวนด้านข้าง:รูปแบบขององค์ประกอบ ระยะห่างของอาร์เรย์ การกระจายแอมพลิจูด และการควบคุมเฟส จะกำหนดรูปแบบการแผ่รังสีขั้นสุดท้าย
- การแบ่งขั้ว:สามารถเลือกใช้การโพลาไรซ์แบบเชิงเส้น แบบเชิงเส้นคู่ หรือแบบวงกลมได้ตามทิศทางการเชื่อมต่อ สภาพการแพร่กระจาย และข้อกำหนดของระบบ
- ประสิทธิภาพและการสูญเสียวัตถุดิบ:การสูญเสียไดอิเล็กทริก การสูญเสียในตัวนำ การสูญเสียในท่อคลื่น และความซับซ้อนของเครือข่ายป้อนสัญญาณ ล้วนส่งผลต่ออัตราขยายที่เกิดขึ้นจริง
- ข้อจำกัดทางกลและสิ่งแวดล้อม:ควรพิจารณาขนาด น้ำหนัก อินเทอร์เฟซตัวเชื่อมต่อหรือท่อนำคลื่น กำลังไฟฟ้าที่รองรับ อุณหภูมิ การซีล การสั่นสะเทือน และวิธีการติดตั้งตั้งแต่เนิ่นๆ
ข้อดีและข้อจำกัด
ข้อดี
- รูปทรงเพรียวบางเหมาะสำหรับการติดตั้งแบบเรียบหรือแบบโค้งมน
- เข้ากันได้ดีกับอาร์เรย์ วงจร RF และตัวเรือนระบบขนาดกะทัดรัด
- สามารถควบคุมค่าการขยายสัญญาณ โพลาไรเซชัน ความกว้างของลำแสง และความถี่ในการทำงานได้อย่างยืดหยุ่น
- ช่องรับแสงที่ปรับขนาดได้สำหรับการใช้งานด้านเรดาร์ การสื่อสาร และการวัด
ข้อจำกัด
- แบนด์วิดท์และประสิทธิภาพอาจมีข้อจำกัดในงานออกแบบสิ่งพิมพ์บางประเภท
- การสูญเสียในวงจรป้อนสัญญาณและความคลาดเคลื่อนในการผลิตจะมีความสำคัญมากขึ้นที่ความถี่สูงขึ้น
- แผงรับแสงที่มีอัตราขยายสูงอาจต้องการช่องรับแสงที่ใหญ่ขึ้น และการออกแบบด้านความร้อนหรือโครงสร้างที่ระมัดระวัง
- โลหะที่อยู่ใกล้เคียง โดมเรดาร์ ตัวเรือน และพื้นผิวสำหรับติดตั้ง อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพที่วัดได้
การใช้งานทั่วไป
เสาอากาศแบบระนาบใช้ในระบบเรดาร์และระบบตรวจจับ สถานีรับส่งสัญญาณดาวเทียม การเชื่อมต่อไมโครเวฟแบบจุดต่อจุด แพลตฟอร์มด้านอวกาศ โครงสร้างพื้นฐานไร้สาย อุปกรณ์นำทาง ระบบทดสอบอิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์ RF ขนาดกะทัดรัด สถาปัตยกรรมที่เหมาะสมจะขึ้นอยู่กับว่าโครงการนั้นให้ความสำคัญกับแบนด์วิดท์กว้าง อัตราขยายสูง การสแกนแบบอิเล็กทรอนิกส์ รูปทรงเพรียวบาง การโพลาไรซ์แบบวงกลม หรือความทนทานต่อสภาพแวดล้อมเป็นลำดับแรก
เสาอากาศแบบระนาบเทียบกับเสาอากาศแบบไมโครสตริป
เสาอากาศไมโครสตริปเป็นเสาอากาศแบบระนาบชนิดหนึ่ง แต่สองคำนี้ไม่เหมือนกันเสียทีเดียว เสาอากาศไมโครสตริปโดยทั่วไปจะใช้แผ่นโลหะพิมพ์ลาย วัสดุฉนวน และระนาบกราวด์ ในขณะที่เสาอากาศแบบระนาบอาจใช้ช่อง รูนำคลื่น ตัวนำแบบเกลียว หรืออาร์เรย์ขององค์ประกอบการแผ่รังสีที่แตกต่างกัน การแยกแยะความแตกต่างนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้บทความเกี่ยวกับเสาอากาศแบบระนาบโดยทั่วไปซ้ำซ้อนกับคู่มือเกี่ยวกับเสาอากาศไมโครสตริปโดยละเอียด
วิธีการเลือกเสาอากาศแบบระนาบ
เริ่มต้นด้วยช่วงความถี่ที่ต้องการ อัตราขยาย ความกว้างของลำแสง โพลาไรเซชัน VSWR อินเทอร์เฟซ ระดับกำลัง และพื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่ จากนั้นพิจารณาสภาพแวดล้อมการทำงาน โดมหรือตัวเรือน ทิศทางการติดตั้ง การสูญเสียของสายเคเบิลหรือท่อนำคลื่น และว่าต้องการรูปแบบมาตรฐานหรือแบบกำหนดเอง สำหรับการออกแบบอาร์เรย์ ระดับไซด์โลบ ระยะห่างระหว่างองค์ประกอบ การกระจายการป้อน และช่วงการสแกนอาจมีความสำคัญเช่นกัน
โซลูชันเสาอากาศแบบระนาบ RF MISO
RF MISO จัดจำหน่ายโซลูชันเสาอากาศแบบระนาบและแบบอาร์เรย์สำหรับงานเรดาร์ การสื่อสาร การวัด และการบูรณาการระบบ ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่เว็บไซต์ของเราผลิตภัณฑ์เสาอากาศแบบระนาบหรือติดต่อทีมงานของเราเพื่อแจ้งความถี่ อัตราขยาย โพลาไรเซชัน อินเทอร์เฟซ ขนาด และข้อกำหนดด้านสภาพแวดล้อมของคุณ
คำถามที่พบบ่อย
เสาอากาศแบบระนาบเหมือนกับเสาอากาศแบบแผ่นหรือไม่?
ไม่ เสาอากาศแบบแพทช์เป็นเสาอากาศแบบระนาบที่พบได้ทั่วไป แต่เสาอากาศแบบระนาบยังสามารถใช้ช่อง รูเปิดของท่อนำคลื่น เกลียว และอาร์เรย์หลายองค์ประกอบได้อีกด้วย
เสาอากาศแบบระนาบสามารถให้กำลังขยายสูงได้หรือไม่?
ใช่แล้ว สามารถเพิ่มกำลังขยายได้สูงด้วยขนาดรูรับแสงที่มีประสิทธิภาพใหญ่เพียงพอ หรือด้วยการออกแบบอาร์เรย์ที่เหมาะสม ผลลัพธ์สุดท้ายขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพ การสูญเสียการป้อนสัญญาณ ระยะห่างระหว่างองค์ประกอบ และการกระจายตัวของรูรับแสง
เสาอากาศแบบระนาบสามารถรองรับการโพลาไรซ์แบบใดได้บ้าง?
ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบการแผ่รังสีและการจัดเรียงการป้อนสัญญาณ เสาอากาศแบบระนาบอาจรองรับการโพลาไรซ์แบบเชิงเส้น แบบเชิงเส้นคู่ หรือแบบวงกลมได้
ผลิตภัณฑ์เสาอากาศระนาบเด่น
แบบจำลอง RF MISO ต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงตัวเลือกเสาอากาศแบบระนาบขนาดกะทัดรัดและเสาอากาศแบบช่องนำคลื่นสำหรับการใช้งานในคลื่นไมโครเวฟ
RM-PA10145-30, 10-14.5 GHz
RM-SWA910-22, 9-10 GHz
E-mail:info@rf-miso.com
เบอร์โทรศัพท์: 0086-028-82695327
เว็บไซต์: www.rf-miso.com
วันที่โพสต์: 14 พฤศจิกายน 2023
