Để thích ứng với các yêu cầu về góc ăng-ten của sản phẩm mới và dùng chung khuôn tấm PCB thế hệ trước, có thể sử dụng cách bố trí ăng-ten sau để đạt được mức tăng ăng-ten là 14dBi@77GHz và hiệu suất bức xạ là 3dB_E/H_Beamwidth=40°.Sử dụng tấm Rogers 4830, dày 0,127mm, Dk=3,25, Df=0,0033.
Bố trí ăng-ten
Trong hình trên, một ăng-ten lưới vi dải được sử dụng.Ăng-ten mảng lưới vi dải là một dạng ăng-ten được hình thành bởi các phần tử bức xạ xếp tầng và các đường truyền được hình thành bởi N vòng vi dải.Nó có cấu trúc nhỏ gọn, độ lợi cao, cấp liệu đơn giản, Dễ sản xuất và các ưu điểm khác.Phương pháp phân cực chính là phân cực tuyến tính, tương tự như ăng ten vi dải thông thường và có thể được xử lý bằng công nghệ khắc.Trở kháng của lưới, vị trí cấp nguồn và cấu trúc kết nối cùng nhau xác định sự phân bố dòng điện trên toàn mảng và các đặc tính bức xạ phụ thuộc vào hình dạng của lưới.Một kích thước lưới duy nhất được sử dụng để xác định tần số trung tâm của ăng-ten.
Các sản phẩm dòng ăng-ten mảng RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Phân tích nguyên tắc
Dòng điện chạy theo hướng thẳng đứng của phần tử mảng có biên độ bằng nhau và ngược chiều, khả năng bức xạ yếu nên ít ảnh hưởng đến hiệu suất của ăng-ten.Đặt chiều rộng ô l1 thành nửa bước sóng và điều chỉnh chiều cao ô (h) để đạt được độ lệch pha 180° giữa a0 và b0.Đối với bức xạ mặt rộng, độ lệch pha giữa các điểm a1 và b1 là 0°.
Cấu trúc phần tử mảng
Cấu trúc nguồn cấp dữ liệu
Ăng-ten dạng lưới thường sử dụng cấu trúc cấp dữ liệu đồng trục và bộ cấp dữ liệu được kết nối với mặt sau của PCB nên bộ cấp dữ liệu cần được thiết kế thông qua các lớp.Trong quá trình xử lý thực tế sẽ có sai sót về độ chính xác nhất định, ảnh hưởng đến hiệu suất.Để đáp ứng thông tin về pha được mô tả trong hình trên, có thể sử dụng cấu trúc cấp liệu vi sai phẳng, với biên độ kích thích bằng nhau ở hai cổng nhưng độ lệch pha là 180°.
Cấu trúc cấp liệu đồng trục[1]
Hầu hết các anten mảng lưới vi dải đều sử dụng nguồn cấp dữ liệu đồng trục.Vị trí cấp nguồn của ăng ten mảng lưới chủ yếu được chia thành hai loại: cấp nguồn trung tâm (điểm cấp nguồn 1) và cấp nguồn cạnh (điểm cấp nguồn 2 và điểm cấp nguồn 3).
Cấu trúc mảng lưới điển hình
Trong quá trình cấp dữ liệu ở biên, có các sóng di chuyển trải rộng trên toàn bộ lưới trên ăng-ten mảng lưới, đây là mảng đầu cuối một hướng không cộng hưởng.Ăng-ten mảng lưới có thể được sử dụng làm cả ăng-ten sóng lan truyền và ăng-ten cộng hưởng.Việc chọn tần số, điểm cấp dữ liệu và kích thước lưới thích hợp cho phép lưới hoạt động ở các trạng thái khác nhau: sóng lan truyền (quét tần số) và cộng hưởng (phát xạ cạnh).Là một ăng-ten sóng lan truyền, ăng-ten mảng lưới sử dụng dạng cấp nguồn theo cạnh, với cạnh ngắn của lưới lớn hơn một phần ba bước sóng dẫn hướng và cạnh dài gấp từ hai đến ba lần chiều dài của cạnh ngắn .Dòng điện ở phía ngắn được truyền sang phía bên kia và có sự lệch pha giữa các phía ngắn.Ăng-ten lưới sóng lan truyền (không cộng hưởng) phát ra các chùm tia nghiêng lệch khỏi hướng bình thường của mặt phẳng lưới.Hướng chùm tia thay đổi theo tần số và có thể được sử dụng để quét tần số.Khi ăng-ten mảng lưới được sử dụng làm ăng-ten cộng hưởng, các cạnh dài và ngắn của lưới được thiết kế thành một bước sóng dẫn và một nửa bước sóng dẫn của tần số trung tâm và phương pháp cấp nguồn trung tâm được áp dụng.Dòng điện tức thời của anten lưới ở trạng thái cộng hưởng thể hiện sự phân bố sóng đứng.Bức xạ chủ yếu được tạo ra bởi các cạnh ngắn, với các cạnh dài đóng vai trò là đường truyền.Ăng-ten lưới thu được hiệu ứng bức xạ tốt hơn, bức xạ tối đa ở trạng thái bức xạ mặt rộng và sự phân cực song song với mặt ngắn của lưới.Khi tần số lệch khỏi tần số trung tâm được thiết kế, cạnh ngắn của lưới không còn bằng một nửa bước sóng dẫn hướng và sự phân tách chùm tia xảy ra trong mô hình bức xạ.[2]
Mô hình mảng và mẫu 3D của nó
Như thể hiện trong hình trên của cấu trúc ăng-ten, trong đó P1 và P2 lệch pha 180°, ADS có thể được sử dụng để mô phỏng sơ đồ (không được mô hình hóa trong bài viết này).Bằng cách cấp nguồn khác nhau cho cổng cấp nguồn, có thể quan sát được sự phân bổ hiện tại trên một phần tử lưới, như thể hiện trong phân tích nguyên tắc.Các dòng điện ở vị trí dọc thì ngược chiều nhau (triệt tiêu) và các dòng điện ở vị trí ngang có biên độ bằng nhau và cùng pha (chồng chất).
Phân phối hiện tại trên các nhánh khác nhau1
Phân phối hiện tại trên các nhánh khác nhau 2
Phần trên giới thiệu ngắn gọn về ăng-ten lưới và thiết kế một mảng sử dụng cấu trúc cấp dữ liệu vi dải hoạt động ở tần số 77GHz.Trên thực tế, theo yêu cầu phát hiện radar, số chiều dọc và chiều ngang của lưới có thể giảm hoặc tăng để đạt được thiết kế ăng-ten ở một góc cụ thể.Ngoài ra, độ dài của đường truyền vi dải có thể được sửa đổi trong mạng cấp dữ liệu vi sai để đạt được độ lệch pha tương ứng.
Thời gian đăng: Jan-24-2024
