Afin de s'adapter aux exigences d'angle d'antenne du nouveau produit et de réutiliser le moule de la feuille de circuit imprimé de la génération précédente, la configuration d'antenne suivante permet d'obtenir un gain de 14 dBi à 77 GHz et une performance de rayonnement de 3 dB_E/H pour une largeur de faisceau de 40°. Cette configuration utilise une plaque Rogers 4830 d'une épaisseur de 0,127 mm, avec une constante diélectrique (Dk) de 3,25 et un facteur de puissance (Df) de 0,0033.
disposition des antennes
La figure ci-dessus illustre une antenne à réseau microruban. Ce type d'antenne est constitué d'éléments rayonnants en cascade et de lignes de transmission formées par N anneaux microruban. Elle présente d'autres avantages : structure compacte, gain élevé, alimentation simple et fabrication aisée. La polarisation principale est linéaire, comme pour les antennes microruban classiques, et peut être réalisée par gravure. L'impédance du réseau, l'emplacement de l'alimentation et la structure d'interconnexion déterminent la distribution du courant dans le réseau, tandis que les caractéristiques de rayonnement dépendent de la géométrie du réseau. La fréquence centrale de l'antenne est définie par la taille de chaque élément du réseau.
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 d'antenne présente une amplitude égale et un sens opposé, et son rayonnement est faible, ce qui influe peu sur les performances de l'antenne. La largeur de cellule l1 est fixée à la moitié de la longueur d'onde et la hauteur de cellule (h) est ajustée afin d'obtenir un déphasage de 180° entre a0 et b0. Pour un rayonnement perpendiculaire à l'antenne, le déphasage entre les points a1 et b1 est de 0°.
Structure des éléments du tableau
Structure de l'alimentation
Les antennes de type grille utilisent généralement une alimentation coaxiale, connectée à l'arrière du circuit imprimé. Cette alimentation doit donc être conçue à travers plusieurs couches. En pratique, une certaine marge d'erreur est inévitable et affecte les performances. Pour obtenir l'information de phase illustrée dans la figure ci-dessus, une alimentation différentielle planaire peut être employée, avec une excitation d'amplitude égale aux deux ports, mais un déphasage de 180°.
Structure d'alimentation coaxiale[1]
La plupart des antennes réseau à grille microruban utilisent une alimentation coaxiale. Les points d'alimentation de l'antenne réseau à grille sont principalement de deux types : alimentation centrale (point d'alimentation 1) et alimentation périphérique (points d'alimentation 2 et 3).
structure typique de réseau de grille
Lors de l'alimentation par les bords, des ondes progressives parcourent l'ensemble de la grille de l'antenne réseau, qui est un réseau unidirectionnel non résonant à rayonnement axial. L'antenne réseau 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 la grille permet à l'antenne de fonctionner dans différents états : ondes progressives (balayage de fréquence) et résonance (émission par les bords). En tant qu'antenne à ondes progressives, l'antenne réseau adopte une configuration d'alimentation par les bords, le petit côté de la grille étant légèrement supérieur au tiers de la longueur d'onde guidée et le grand côté mesurant entre deux et trois fois la longueur du petit côté. Le courant circulant du petit côté est transmis à l'autre côté, créant un déphasage entre les deux. Les antennes réseau à ondes progressives (non résonantes) émettent des faisceaux inclinés qui s'écartent de la normale au plan de la grille. La direction du faisceau varie avec la fréquence et peut être utilisée pour le balayage de fréquence. Lorsqu'une antenne réseau 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 respectivement, par rapport à la fréquence centrale. L'alimentation est alors assurée par le centre. Le courant instantané de l'antenne réseau à l'état résonant présente une distribution d'ondes stationnaires. Le rayonnement est principalement généré par les côtés courts, les côtés longs faisant office de lignes de transmission. L'antenne réseau offre un meilleur rayonnement, maximal en régime de rayonnement latéral, la polarisation étant parallèle au côté court de la grille. Lorsque la fréquence s'écarte de la fréquence centrale nominale, la longueur du côté court de la grille n'est plus égale à la moitié de la longueur d'onde de guidage, ce qui provoque une division du faisceau dans le diagramme de rayonnement. [2]
Modèle de réseau et son motif 3D
Comme illustré dans la figure ci-dessus de la structure de l'antenne, où P1 et P2 sont déphasés de 180°, un système de simulation analogique (ADS) peut être utilisé (non modélisé dans cet article). En alimentant différentiellement le port d'alimentation, la distribution du courant sur un élément de grille unique peut être observée, comme le montre l'analyse de principe. Les courants longitudinaux sont de sens opposés (annulation), tandis que les courants transversaux sont d'amplitude égale et en phase (superposition).
Répartition actuelle sur différents bras1
Répartition actuelle sur différents bras 2
Ce qui précède présente brièvement l'antenne grille et décrit la conception d'un réseau utilisant une structure d'alimentation microruban fonctionnant à 77 GHz. En pratique, selon les exigences de détection radar, le nombre de mailles verticales et horizontales de la grille peut être ajusté pour obtenir une antenne orientée selon un angle spécifique. De plus, la longueur de la ligne de transmission microruban peut être modifiée dans le réseau d'alimentation différentiel pour obtenir le déphasage souhaité.
Date de publication : 24 janvier 2024
