Mikrostrip antennasini oziqlantirish usullari: turlari va tanlovi

Mikrotasma antenna - bu dielektrik substratning bir tomonida o'tkazuvchan yamoq hosil qilingan va boshqa tomoniga yer tekisligi joylashtirilgan past profilli bosilgan antenna. Oziqlantirish strukturasi uzatish liniyasi va nurlantiruvchi yamoq o'rtasida RF energiyasini uzatadi, shuning uchun u kirish empedansi, ish o'tkazish qobiliyati, nurlanish samaradorligi, polyarizatsiya sofligi va ishlab chiqarish murakkabligiga bevosita ta'sir qiladi.

Eng ko'p ishlatiladigan to'rtta mikrostrip antennasini oziqlantirish usuli mikrostrip liniyasini oziqlantirish, koaksial zondni oziqlantirish, diafragma bilan bog'langan oziqlantirish va yaqinlik bilan bog'langan oziqlantirishdir. Har bir dizayn uchun bitta usul eng yaxshi emas. To'g'ri tanlov kerakli o'tkazish qobiliyatiga, antenna profiliga, izolyatsiyaga, quvvatni boshqarishga, massiv joylashuviga va ishlab chiqarish jarayoniga bog'liq.

Antenna tuzilishi va ishlash printsipi haqida kengroq ma'lumot olish uchun bizning qo'llanmamizga qarangMikrostrip antenna tuzilishi, ish tamoyillari va qo'llanilishiUshbu maqola, xususan, oziqlantirish mexanizmlari, amaliy murosaga kelishlar va oziqlantirish nuqtasini tanlashga qaratilgan.

Mikrostrip antenna besleme nima?

Oqim RF manbasini yoki qabul qilgichni radiatsiya yamoqqa ulaydi, shu bilan birga tizim impedansini antenna kirish impedansiga aylantiradi. Amaliy dizaynda, oqish alohida detal emas, balki antennaning bir qismidir. Uning geometriyasi oqim taqsimotini, rezonans chastotasini, qaytish yo'qotilishini, foydalanish mumkin bo'lgan o'tkazish qobiliyatini va kiruvchi nurlanishni o'zgartiradi.

Mikrostrip antenna uzatmalari odatda to'g'ridan-to'g'ri aloqa usullari va elektromagnit bog'langan usullarga bo'linadi. Mikrostrip liniyasi va koaksial zond uzatmalari yamoq bilan to'g'ridan-to'g'ri elektr aloqasini amalga oshiradi. Diafragma bilan bog'langan va yaqinlik bilan bog'langan uzatmalar energiyani elektromagnit bog'lanish orqali uzatadi va odatda bir nechta substrat qatlamidan foydalanadi.

Mikrostrip antennasini oziqlantirishning to'rtta asosiy usuli

1. Mikrostrip liniyasi besleme

Mikrostrip liniyasida bosilgan uzatish liniyasi to'g'ridan-to'g'ri yamoqqa ulanadi. Chiziq va yamoq bitta PCB jarayonida bir xil substratda ishlab chiqarilishi mumkin, bu esa bu usulni sodda, past profilli va arzon ishlab chiqarish va ko'plab bosilgan massivlar uchun mos qiladi.

Impedans mosligini besleme liniyasi kengligini o'zgartirish, qo'shimchadan foydalanish, chorak to'lqinli transformator qo'shish yoki chiziq va yamoq orasidagi ulanishni optimallashtirish orqali sozlash mumkin. Asosiy cheklov shundaki, besleme liniyasi ham nurlanadi. Bu soxta nurlanish, ayniqsa substrat nisbatan qalin yoki besleme tarmog'i uzun bo'lsa, o'zaro qutblanishga va nurlanish naqshiga ta'sir qilishi mumkin.

2. Koaksial zond ozuqasi

Koaksial zond oziqlanishi yer tekisligi va substrat orqali o'tadi. Koaksial tashqi o'tkazgich yer tekisligiga, ichki o'tkazgich esa yamoqqa ulangan. Zond holatini siljitish nurlanish yuzasiga oziqlantirish chizig'ini bosmasdan kerakli kirish qarshiligini tanlashning qulay usulini ta'minlaydi.

Bu usul moslashuvchan besleme nuqtasini joylashtirishni va odatda past besleme liniyasi nurlanishini ta'minlaydi, ammo u burg'ulash va ishonchli elektr ulanishini talab qiladi. Uzun zond induktivlikni keltirib chiqaradi, shuning uchun elektr qalinligi yuqori bo'lgan substratlar yoki yuqori chastotalarda ishlash yomonlashishi mumkin. Shuning uchun yakuniy modelga ulagich geometriyasi, lehim hajmi va ishlab chiqarish bardoshliligi kiritilishi kerak.

3. Diafragma bilan bog'langan oziqlantirish

Diafragma bilan bog'langan oziqlantirish uzatish liniyasini yer tekisligi ostiga, yamoqni esa uning ustiga qo'yadi. Energiya yer tekisligidagi tirqish orqali o'tadi. Yer tekisligi oziqlantirish tarmog'ini nurlantiruvchi yamoqdan ajratib turganligi sababli, bu tartib oziqlantirishdan radiatorga yaxshi izolyatsiyani ta'minlaydi va kiruvchi oziqlantirish nurlanishini kamaytirishi mumkin.

Teshik o'lchamlari, tirqish holati, besleme liniyasining tirqishi, substrat qalinligi va dielektrik konstantalar barchasi ulanish va moslashtirishga ta'sir qiladi. Diafragma ulanishi ko'plab to'g'ridan-to'g'ri uzatmalarga qaraganda kengroq o'tkazish qobiliyatini qo'llab-quvvatlashi mumkin, ammo bu ko'p qatlamli tuzilish va chiziq, tirqish va yamoq o'rtasida aniq hizalanishni talab qiladi.

4. Yaqinlik bilan bog'langan ozuqa

Elektromagnit bog'langan oziqlantirish deb ham ataladigan yaqinlik bilan bog'langan oziqlantirishda mikrostrip liniyasi yamoq ostiga joylashtiriladi va undan dielektrik qatlam bilan ajratiladi. Chiziq yamoqning bir qismini qoplaydi va energiya elektromagnit maydon orqali uzatiladi. To'g'ridan-to'g'ri elektr ulanishi va yer tekisligida tirqish yo'q.

Qoplama uzunligi, chiziq holati, substrat xususiyatlari va qatlam qalinligi ulanishni boshqaradi. Bu usul keng impedans o'tkazish qobiliyati va past soxta nurlanishni ta'minlashi mumkin, ammo ikki qavatli struktura qalinroq va hizalanish va bog'lanish tolerantliklariga sezgirroq.

Mikrostrip antennasini oziqlantirish usullarini taqqoslash

Oziqlantirish usuli	Odatda o'tkazish qobiliyati	Ishlab chiqarish	Oziqlantirish radiatsiyasi / izolyatsiyasi	Eng mos
Mikrostrip liniyasi	Tordan o'rtacha darajagacha	Oddiy, bir qavatli PCB	Ko'proq oziqlantirish liniyasi radiatsiyasi	Kam profilli, arzon bosma dizaynlar va massivlar
Koaksial zond	Tordan o'rtacha darajagacha	Burg'ulash va vertikal ulanish	Kam oziqlantirish liniyasi radiatsiyasi	Moslashuvchan bitta elementli besleme nuqtasini sozlash
Diafragma bilan bog'langan	O'rta va keng	Slot hizalanishi bilan ko'p qatlamli	Yaxshi yem izolyatsiyasi	Izolyatsiya va kengroq o'tkazish qobiliyatini talab qiladigan dizaynlar
Yaqinlik bilan bog'langan	Keng	Bir-birining ustiga chiqishni tekislash bilan ko'p qatlamli	Kam soxta nurlanish	Qo'shimcha qalinlik qabul qilinadigan keng polosali dizaynlar

Bular nisbiy dizayn tendentsiyalari, qat'iy ishlash kafolatlari emas. Yamoq shakli, substrat yo'qotilishi, dielektrik doimiysi, qalinligi, chastotasi, besleme tarmog'i uzunligi va ishlab chiqarish bardoshliligi natijani o'zgartirishi mumkin.

To'g'ri ovqatlanish usulini qanday tanlash kerak

Kerakli o'tkazish qobiliyati:Tor polosali tizimlar uchun to'g'ridan-to'g'ri uzatishlar ko'pincha yetarli. Kengroq impedans o'tkazish qobiliyati asosiy talab bo'lganda, diafragma yoki yaqinlik ulanishi afzalroq bo'lishi mumkin.
Profil va qatlamlar soni:Mikrostripli liniyali oziqlantirish strukturani yupqa va ishlab chiqarishni oson saqlaydi. Birlashtirilgan oziqlantirish qo'shimcha qatlamlar va hizalanishni talab qiladi.
Radiatsiya tozaligi:Agar besleme tarmog'ining radiatsiyasi yoki old tomondan orqaga izolyatsiya juda muhim bo'lsa, teshikka ulangan struktura besleme qismini yamoqdan ajratishi mumkin.
Massiv integratsiyasi:Bosilgan mikrostrip tarmoqlari massivlar uchun qulay, ammo tarmoq uzunligi oshgan sari chiziq yo'qotilishi va parazit nurlanish ortadi. Korporativ uzatish sxemasi va amplituda/faza bardoshliligi birgalikda baholanishi kerak.
Chastota va bardoshlik:Millimetr to'lqin chastotalarida ulagich o'tishlari, o'yib ishlangan tolerantlik, substrat qalinligi va ro'yxatga olish xatolari elektr jihatidan ahamiyatli bo'lib qoladi.
Quvvat va issiqlik chegaralari:Mo'ljallangan quvvat darajasi uchun o'tkazgichning yo'qolishi, dielektrik isitish, ulagichning tok zichligi va mahalliy maydon konsentratsiyasi tekshirilishi kerak.
Narxi va takrorlanishi:Eng yaxshi simulyatsiya qilingan o'tkazish qobiliyatiga ega dizayn, agar u qiyin bog'lanishni yoki qattiq ko'p qatlamli hizalanishni talab qilsa, eng yaxshi ishlab chiqarish tanlovi bo'lmasligi mumkin.

Koaksial zond besleme nuqtasini qanday tanlash mumkin

To'g'ri zond pozitsiyasi - bu maqsadli kirish impedansini taqdim etadigan va mo'ljallangan rejimni maqbul o'zaro qutblanish bilan qo'zg'atadigan joy. U patch markazida, maksimal elektr maydoni nuqtasida yoki maksimal oqim nuqtasida avtomatik ravishda tanlanmasligi kerak.

Asosiy rejimida ishlaydigan an'anaviy to'rtburchaklar yamoq uchun kirish qarshiligi odatda nurlanish chekkasi yaqinida yuqori bo'ladi va rezonans o'lchami bo'ylab markazga qarab harakatlanganda kamayadi. Odatda chekka va markaz o'rtasida 50 ohmli nuqta topiladi. Aniq joylashuv yamoq o'lchamlari, substrat xususiyatlari, zond diametri, yerga ulash tekisligi, ulagich va yaqin atrofdagi tuzilmalarga bog'liq.

Kerakli rezonans chastotasi va qutblanish uchun yamoq o'lchamlaridan boshlang.
Kerakli rejimni qo'zg'atishga va o'zaro qutblangan maydonlarni cheklashga yordam berish uchun zondni mos simmetriya chizig'iga qo'ying.
To'liq to'lqinli elektromagnit modelda nurlanish chetidan ofsetni maqsadli impedans va qaytish yo'qotishiga erishilgunga qadar supurib tashlang.
Yakuniy yig'ilishning bir qismi bo'lgan koaksial o'tish, zond induktivligi, lehim yostig'i, chekli yer tekisligi, korpus va radomni kiriting.
Substrat qalinligi, dielektrik o'tkazuvchanligi, aşındırma va besleme holatidagi xato uchun bardoshlik modelini yarating.
Ishlab chiqarilgan antennani kalibrlangan vektor tarmoq analizatori bilan tasdiqlang va faqat o'lchov va simulyatsiya mos yozuvlar tekisliklarini taqqoslagandan so'ng sozlang.

Dizayn va o'lchov tekshiruvlari

Ozuqa optimallashtirish bir nechta S-parametr qiymatiga nisbatan tekshirilishi kerak. To'liq ko'rib chiqish odatda quyidagilarni o'z ichiga oladi:

Rezonans chastotasi, S11, qaytish yo'qotilishi, VSWR va impedans o'tkazish qobiliyati.
Ishlash diapazoni bo'ylab haqiqiy va xayoliy kirish empedansi.
Umumiy samaradorlik, erishilgan daromad va o'tkazgich/dielektrik yo'qotish.
Asosiy tekisliklarda kopolyarizatsiyalangan va o'zaro polyarizatsiyalangan nurlanish naqshlari.
Besleme yoki ulagich tufayli old-orqa nisbati, yon loblar va naqsh buzilishi.
Kutilmagan sirt to'lqini yoki yuqori tartibli rejimlarning joriy taqsimoti va dalillari.
Kutilgan harorat, radom, korpus, kabel yo'nalishi va o'rnatish sharoitlarida ishlash.

Ilovalar

Mikrostrip antennalar va massivlar simsiz aloqa terminallarida, sun'iy yo'ldosh va navigatsiya uskunalarida, radar sensorlarida, telemetriyada, aerokosmik platformalarda, sinov tizimlarida va ixcham o'rnatilgan RF mahsulotlarida qo'llaniladi. Oqim arxitekturasi haqiqiy tizim talablariga muvofiq tanlanishi kerak: oddiy bosilgan oqish ixcham tor polosali qurilma uchun ideal bo'lishi mumkin, ulangan oqish esa kengroq o'tkazish qobiliyati yoki kuchliroq izolyatsiya uchun oqlanishi mumkin.

Tez-tez so'raladigan savollar

Qaysi mikrostrip antennani oziqlantirish usuli eng oddiy?

Mikrostrip liniyasi orqali uzatish odatda eng oddiy hisoblanadi, chunki chiziq va yamoq bir xil substratga chop etilishi mumkin. Uni tekis uzatish tarmog'i bilan integratsiya qilish oson, garchi uzatish liniyasining nurlanishini nazorat qilish kerak bo'lsa ham.

Qaysi oziqlantirish usuli eng keng tarmoqli kengligini ta'minlaydi?

Yaqinlik va diafragma bilan bog'langan uzatmalar odatda asosiy to'g'ridan-to'g'ri uzatmalarga qaraganda ko'proq o'tkazish qobiliyatiga ega. Haqiqiy o'tkazish qobiliyati hali ham antennaning to'liq geometriyasi va substrat stekiga bog'liq.

Qaysi ozuqa nurlantiruvchi yamoqdan eng yaxshi izolyatsiyani ta'minlaydi?

Diafragma muftasi kuchli strukturaviy izolyatsiyani ta'minlaydi, chunki yer tekisligi oziqlantirish liniyasini yamoqdan ajratib turadi. Teshikning oqishi va teskari nurlanishni hali ham baholash kerak.

Besleme nuqtasi rezonans chastotasini o'zgartiradimi?

Uning asosiy maqsadi impedansni moslashtirishdir, ammo zond yoki chiziq elektromagnit maydonlarni ham buzadi. Katta zondlar, uzun zondlar, kuchli ulanish yoki sezgir maydon mintaqasiga yaqin joylashgan oziqlantirish rezonansni ham, kirish impedansini ham o'zgartirishi mumkin.

Oziqlantirish va impedans mosligi o'rtasidagi farq nima?

Oziqlantirish RF energiyasining yamoqqa qanday yetkazilishini tasvirlaydi. Impedansni moslashtirish - bu antenna kirishini uzatish liniyasiga moslashtirish jarayoni, odatda 50 ohm. Oziqlantirish holati va geometriyasi muhim moslashtiruvchi o'zgaruvchilardir, ammo qo'shimcha transformatorlar, qo'shimchalar, stublar yoki moslashtiruvchi tarmoqlar ham ishlatilishi mumkin.

Xulosa

Mikrostrip antenna uzatmasini tanlash tizim darajasidagi qarordir. Mikrostrip liniyasi va koaksial zond uzatmalari soddalik va to'g'ridan-to'g'ri sozlashni afzal ko'radi, diafragma va yaqinlik ulanishi esa qo'shimcha qatlamlar va qattiqroq ishlab chiqarish nazorati evaziga kuchliroq izolyatsiya yoki kengroq o'tkazish qobiliyatini taklif qiladi. Yakuniy ishlash har doim to'liq to'lqinli simulyatsiya, bardoshlik tahlili va kalibrlangan o'lchovlar bilan tasdiqlanishi kerak.

Mikrostrip antenna mahsuloti bo'yicha tavsiyalar

RF MISO ni o'rganingmikrostrip antenna mahsulotlariquyida, yokimuhandislik guruhimizga murojaat qilingChastota diapazoni, kuchaytirish, qutblanish, interfeys va integratsiya talablarini muhokama qilish.