Afin de s'adapter aux exigences d'angle d'antenne du nouveau produit et de partager le moule de feuille de PCB de la génération précédente, la configuration d'antenne suivante permet d'obtenir un gain d'antenne de 14 dBi à 77 GHz et des performances de rayonnement de 3 dB_E/H_Beamwidth = 40°. L'utilisation d'une plaque Rogers 4830, d'une épaisseur de 0,127 mm, Dk = 3,25, Df = 0,0033.
Disposition de l'antenne
L'illustration ci-dessus illustre une antenne à grille microruban. Cette antenne est constituée d'éléments rayonnants en cascade et de lignes de transmission formées de N anneaux microrubans. Elle présente une structure compacte, un gain élevé, une alimentation simple et une fabrication aisée, entre autres avantages. La principale méthode de polarisation est la polarisation linéaire, similaire à celle des antennes microruban classiques et pouvant être traitée par gravure. L'impédance de la grille, l'emplacement de l'alimentation et la structure d'interconnexion déterminent la distribution du courant à travers le réseau, et les caractéristiques de rayonnement dépendent de la géométrie de la grille. Une seule taille de grille permet de déterminer la fréquence centrale de l'antenne.
Produits de la série d'antennes réseau RFMISO :
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
Analyse des principes
Le courant circulant verticalement dans l'élément réseau a une amplitude égale et une direction inverse, et le rayonnement est faible, ce qui a peu d'impact sur les performances de l'antenne. Réglez la largeur de cellule l1 à la moitié de la longueur d'onde et ajustez la hauteur de cellule (h) pour obtenir un déphasage de 180° entre a0 et b0. Pour un rayonnement transversal, le déphasage entre les points a1 et b1 est de 0°.
Structure des éléments du tableau
Structure du flux
Les antennes de type grille utilisent généralement une structure d'alimentation coaxiale, connectée à l'arrière du circuit imprimé. La conception de la structure d'alimentation nécessite donc une superposition de couches. Le traitement réel peut engendrer une certaine erreur de précision, ce qui affecte les performances. Afin de respecter les informations de phase décrites dans la figure ci-dessus, une structure d'alimentation différentielle planaire peut être utilisée, avec une excitation d'amplitude égale aux deux ports, mais un déphasage de 180°.
Structure d'alimentation coaxiale[1]
La plupart des antennes réseau microruban utilisent une alimentation coaxiale. Les positions d'alimentation de l'antenne réseau se divisent principalement en deux types : alimentation centrale (point d'alimentation 1) et alimentation périphérique (points d'alimentation 2 et 3).
Structure de grille typique
Lors de l'alimentation par les bords, des ondes progressives parcourent toute la grille de l'antenne réseau à grille, un réseau unidirectionnel non résonant à émission axiale. L'antenne réseau à grille peut être utilisée à la fois comme antenne à ondes progressives et comme antenne résonante. Le choix de la fréquence, du point d'alimentation et de la taille de grille appropriés permet à la grille de fonctionner dans différents états : onde progressive (balayage en fréquence) et résonance (émission par les bords). En tant qu'antenne à ondes progressives, l'antenne réseau à grille adopte une alimentation par les bords, le côté court de la grille étant légèrement supérieur au tiers de la longueur d'onde guidée et le côté long étant compris entre deux et trois fois sa longueur. Le courant du côté court est transmis à l'autre côté, avec un déphasage entre les deux côtés courts. Les antennes à grille à ondes progressives (non résonantes) émettent des faisceaux inclinés qui s'écartent de la direction normale du plan de la grille. La direction du faisceau varie avec la fréquence et peut être utilisée pour le balayage en fréquence. Lorsqu'une antenne réseau à grille est utilisée comme antenne résonante, les côtés long et court de la grille sont conçus pour avoir une longueur d'onde conductrice et une demi-longueur d'onde conductrice de la fréquence centrale, et la méthode d'alimentation centrale est adoptée. Le courant instantané de l'antenne grille à l'état résonant présente une distribution d'ondes stationnaires. Le rayonnement est principalement généré par les côtés courts, les côtés longs servant de lignes de transmission. L'antenne grille obtient un meilleur effet de rayonnement : le rayonnement maximal se situe dans l'état de rayonnement du côté large et la polarisation est parallèle au côté court de la grille. Lorsque la fréquence s'écarte de la fréquence centrale prévue, le côté court de la grille n'est plus à la moitié de la longueur d'onde guide, ce qui entraîne une division du faisceau dans le diagramme de rayonnement. [2]
Modèle de réseau et son motif 3D
Comme le montre la figure ci-dessus de la structure de l'antenne, où P1 et P2 sont déphasés de 180°, l'ADS peut être utilisé pour une simulation schématique (non modélisée dans cet article). En alimentant différemment le port d'alimentation, la distribution du courant sur un seul élément de la grille peut être observée, comme le montre l'analyse principale. Les courants en position longitudinale sont de sens opposés (annulation), tandis que les courants en position transversale sont d'amplitude égale et en phase (superposition).
Répartition actuelle sur les différents bras1
Répartition actuelle sur les différents bras 2
Ce qui précède présente brièvement l'antenne grille et la conception d'un réseau utilisant une structure d'alimentation microruban fonctionnant à 77 GHz. En effet, selon les exigences de détection radar, les valeurs verticales et horizontales de la grille peuvent être réduites ou augmentées pour obtenir une antenne à un angle spécifique. De plus, la longueur de la ligne de transmission microruban peut être modifiée dans le réseau d'alimentation différentielle afin d'obtenir le déphasage correspondant.
Date de publication : 24 janvier 2024
