La structure d'unantenne microrubanIl se compose généralement d'un substrat diélectrique, d'un élément rayonnant et d'une électrode de masse. L'épaisseur du substrat diélectrique est bien inférieure à la longueur d'onde. La fine couche métallique située sous le substrat est reliée à l'électrode de masse. Sur la face avant, une fine couche métallique de forme spécifique est réalisée par photolithographie et sert d'élément rayonnant. La forme de l'élément rayonnant peut être adaptée de multiples façons selon les besoins.
L'essor des technologies d'intégration micro-ondes et des nouveaux procédés de fabrication a favorisé le développement des antennes microruban. Comparées aux antennes traditionnelles, les antennes microruban présentent non seulement des caractéristiques avantageuses telles que la taille réduite, la légèreté, le faible encombrement, la facilité de mise en forme et d'intégration, un coût réduit et une aptitude à la production de masse, mais aussi des propriétés électriques diversifiées.
Les quatre méthodes d'alimentation de base des antennes microruban sont les suivantes :
1. Alimentation par ligne microruban : C’est l’une des méthodes d’alimentation les plus courantes pour les antennes microruban. Le signal RF est transmis à la partie rayonnante de l’antenne par la ligne microruban, généralement par couplage entre cette ligne et l’élément rayonnant. Cette méthode est simple et flexible, et convient à la conception de nombreuses antennes microruban.
2. (Alimentation par couplage d'ouverture) : Cette méthode utilise les fentes ou les trous de la plaque de base de l'antenne microruban pour alimenter l'élément rayonnant de l'antenne avec la ligne microruban. Elle permet une meilleure adaptation d'impédance et un meilleur rendement de rayonnement, tout en réduisant la largeur des lobes secondaires, tant horizontalement que verticalement.
3. (Alimentation par couplage de proximité) : Cette méthode utilise un oscillateur ou un élément inductif placé près de la ligne microruban pour injecter le signal dans l’antenne. Elle permet une meilleure adaptation d’impédance et une bande passante plus large, et convient à la conception d’antennes à large bande.
4. (Alimentation coaxiale) : Cette méthode utilise des fils coplanaires ou des câbles coaxiaux pour acheminer les signaux RF vers la partie rayonnante de l’antenne. Elle offre généralement une bonne adaptation d’impédance et un bon rendement de rayonnement, et convient particulièrement aux situations où une interface d’antenne unique est requise.
Les différentes méthodes d'alimentation auront une incidence sur l'adaptation d'impédance, les caractéristiques de fréquence, l'efficacité de rayonnement et la configuration physique de l'antenne.
Comment sélectionner le point d'alimentation coaxial d'une antenne microruban
Lors de la conception d'une antenne microruban, le choix de l'emplacement du point d'alimentation coaxial est crucial pour garantir ses performances. Voici quelques méthodes suggérées pour sélectionner les points d'alimentation coaxiale des antennes microruban :
1. Symétrie : Afin de préserver la symétrie de l’antenne, il est préférable de choisir le point d’alimentation coaxial au centre de celle-ci. Ceci contribue à améliorer son rendement de rayonnement et son adaptation d’impédance.
2. Là où le champ électrique est le plus important : le point d’alimentation coaxial est idéalement choisi à l’endroit où le champ électrique de l’antenne microruban est le plus important, ce qui peut améliorer l’efficacité de l’alimentation et réduire les pertes.
3. Là où le courant est maximal : Le point d'alimentation coaxial peut être sélectionné près de l'endroit où le courant de l'antenne microruban est maximal afin d'obtenir une puissance de rayonnement et une efficacité plus élevées.
4. Point de champ électrique nul en mode unique : Dans la conception d'antennes microruban, si l'on souhaite obtenir un rayonnement monomode, le point d'alimentation coaxial est généralement sélectionné au point de champ électrique nul en mode unique afin d'obtenir une meilleure adaptation d'impédance et une meilleure caractéristique de rayonnement.
5. Analyse de fréquence et de forme d'onde : Utilisez des outils de simulation pour effectuer un balayage de fréquence et une analyse de la distribution du champ électrique/courant afin de déterminer l'emplacement optimal du point d'alimentation coaxial.
6. Considérez la direction du faisceau : si des caractéristiques de rayonnement avec une directivité spécifique sont requises, l’emplacement du point d’alimentation coaxial peut être sélectionné en fonction de la direction du faisceau pour obtenir les performances de rayonnement d’antenne souhaitées.
Lors de la conception, il est généralement nécessaire de combiner les méthodes susmentionnées et de déterminer la position optimale du point d'alimentation coaxiale par le biais d'analyses de simulation et de mesures réelles, afin de satisfaire aux exigences de conception et aux indicateurs de performance de l'antenne microruban. Par ailleurs, différents types d'antennes microruban (telles que les antennes patch, les antennes hélicoïdales, etc.) peuvent présenter des spécificités quant au choix de l'emplacement du point d'alimentation coaxiale, ce qui requiert une analyse et une optimisation spécifiques en fonction du type d'antenne et du scénario d'application.
La différence entre une antenne microruban et une antenne patch
L'antenne microruban et l'antenne patch sont deux petites antennes courantes. Elles présentent certaines différences et caractéristiques :
1. Structure et agencement :
Une antenne microruban se compose généralement d'une pastille microruban et d'une plaque de masse. La pastille microruban sert d'élément rayonnant et est reliée à la plaque de masse par une ligne microruban.
- Les antennes patch sont généralement des patchs conducteurs gravés directement sur un substrat diélectrique et ne nécessitent pas de lignes microruban comme les antennes microruban.
2. Taille et forme :
- Les antennes microruban sont de taille relativement petite, souvent utilisées dans les bandes de fréquences micro-ondes, et présentent une conception plus flexible.
- Les antennes patch peuvent également être conçues pour être miniaturisées, et dans certains cas spécifiques, leurs dimensions peuvent être réduites.
3. Gamme de fréquences :
- La gamme de fréquences des antennes microruban peut s'étendre de centaines de mégahertz à plusieurs gigahertz, avec certaines caractéristiques à large bande.
- Les antennes patch offrent généralement de meilleures performances dans des bandes de fréquences spécifiques et sont généralement utilisées dans des applications de fréquences spécifiques.
4. Processus de production :
- Les antennes microrubans sont généralement fabriquées à l'aide de la technologie des circuits imprimés, qui permet une production en série à faible coût.
- Les antennes patch sont généralement fabriquées à partir de matériaux à base de silicium ou d'autres matériaux spéciaux, nécessitent un traitement spécifique et sont adaptées à la production en petites séries.
5. Caractéristiques de polarisation :
- Les antennes microruban peuvent être conçues pour une polarisation linéaire ou circulaire, ce qui leur confère une certaine flexibilité.
- Les caractéristiques de polarisation des antennes patch dépendent généralement de la structure et de la disposition de l'antenne et ne sont pas aussi flexibles que celles des antennes microruban.
De manière générale, les antennes microruban et les antennes patch diffèrent par leur structure, leur gamme de fréquences et leur procédé de fabrication. Le choix du type d'antenne approprié doit se fonder sur les exigences spécifiques de l'application et les contraintes de conception.
Recommandations de produits pour les antennes microruban :
RM-MPA1725-9 (1,7-2,5 GHz)
RM-MPA2225-9 (2,2-2,5 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5-27 GHz)
RM-MA424435-22 (4,25-4,35 GHz)
Date de publication : 19 avril 2024
