Што такое мікрапалосная антэна? Структура, прынцып працы і прымяненне

Агляд прадуктаў і тэхналогій

Мікраспалосная антэна — гэта планарная антэна, утвораная праводным выпраменьвальным пластыкам, дыэлектрычнай падкладкай і зазямляльнай плоскасцю. Пластык звычайна друкуецца на адным баку падкладкі, а зазямляльная плоскасць — на процілеглым баку. Такая структура робіць антэну тонкай, лёгкай і прыдатнай для ўстаноўкі на плоскіх або злёгку выгнутых платформах.

У практычнай радыёчастотнай тэхніцы мікрапалосныя антэны цэняцца тым, што іх можна інтэграваць з мікрахвалевымі схемамі, фазаванымі рашоткамі, абцякальнікамі і кампактнымі корпусамі сістэм. Іх характарыстыкі выпраменьвання можна рэгуляваць з дапамогай геаметрыі патча, матэрыялу падкладкі, спосабу харчавання, размяшчэння рашоткі і механічнай кампаноўкі.

Асноўная структура мікрапалоснай антэны

Тыповая мікрапалосная антэна складаецца з трох асноўных слаёў. Верхні металічны пластык выконвае ролю выпраменьвальнага элемента. Дыэлектрычная падкладка падтрымлівае пластык і ўплывае на прапускную здольнасць, эфектыўнасць і памер. Ніжняя зазямляльная плоскасць дапамагае вызначыць характарыстыкі выпраменьвання і ізалюе антэну ад мантажнай паверхні.

Выпраменьваючая пляма	Звычайна прастакутныя, круглыя ​​або спецыяльнай формы для патрэбнай частаты і палярызацыі.
Дыэлектрычная падкладка	Выбіраецца ў адпаведнасці са стратамі радыёчастот, дыэлектрычнай пастаяннай, таўшчынёй, прапускной здольнасцю і патрабаваннямі да навакольнага асяроддзя.
Наземная плоскасць	Забяспечвае плоскасць адліку і спрыяе стабільным характарыстыкам выпраменьвання.
Структура канала	У залежнасці ад мэты праектавання можа выкарыстоўвацца мікрапалоскавая лінія, кааксіяльны зонд, апертурная сувязь або сувязь з блізкасцю.

Як працуе мікрапалосная антэна?

Калі ў патч падаецца радыёчастотная энергія, паміж ім і плоскасцю зямлі ўтвараецца электрамагнітнае поле. Выпраменьванне ў асноўным узнікае паблізу краёў патча, дзе абрамленае поле распаўсюджваецца ў навакольную прастору.

Рабочая частата цесна звязана з памерам патча, дыэлектрычнай пастаяннай падкладкі і таўшчынёй падкладкі. Для прамавугольнага патча рэзанансная даўжыня звычайна звязана прыблізна з паловай кіраванай даўжыні хвалі ўнутры падкладкі.

У рэальных праектах канчатковыя памеры павінны быць аптымізаваны, паколькі дыэлектрычная нагрузка, становішча падачы, корпус, матэрыял абалонкі і бліжэйшыя металічныя канструкцыі могуць паўплываць на вымераныя характарыстыкі.

Распаўсюджаныя метады кармлення

Спосаб кармлення	Тыповая перавага	Інжынерныя меркаванні
Мікраспалосная лінія падачы	Простая друкаваная структура і лёгкая інтэграцыя з друкаванай платай.	Выпраменьванне і ўзгадненне лініі падачы павінны старанна кантралявацца.
Кааксіяльная падача зонда	Гнуткі выбар кропкі харчавання для ўзгаднення імпедансу.	Механічная зборка і індуктыўнасць зонда могуць паўплываць на прапускную здольнасць.
Апертурна-звязаная падача	Добрая ізаляцыя паміж сілкавальнай сеткай і выпраменьвальным элементам.	Больш складаная шматслаёвая структура і больш жорсткі кантроль вытворчасці.
Блізка звязаная падача	Можа дапамагчы палепшыць прапускную здольнасць у асобных канструкцыях.	Патрабуецца дакладнае выраўноўванне слаёў і выбар матэрыялу.

Перавагі і абмежаванні

Перавагі Нізкапрофільная і лёгкая канструкцыя. Падыходзіць для кампактных радыёчастотных і мікрахвалевых сістэм. Сумяшчальны з планарнымі схемамі і канфігурацыямі масіваў. Можа падтрымліваць лінейную або кругавую палярызацыю ў залежнасці ад канструкцыі. Гнуткая форма і кампаноўка для індывідуальнай інтэграцыі.

Абмежаванні Паласа прапускання можа быць вузейшай, чым у некаторых тыпаў рупорных або рэфлектарных антэн. На эфектыўнасць могуць паўплываць дыэлектрычныя страты і страты ў правадніку. Прадукцыйнасць залежыць ад матэрыялу падкладкі, таўшчыні і бліжэйшых структур. Для патрабавальных ужыванняў варта ўлічваць цеплавыя, экалагічныя і механічныя фактары.

Тыповыя прымянення

Дзякуючы свайму планарнаму форм-фактару і гнуткасці канструкцыі, мікрапалоскавыя антэны выкарыстоўваюцца на многіх радыёчастотных і мікрахвалевых платформах, дзе важныя прастора, вага і інтэграцыя.

Радарныя сістэмыКампактныя радыёлакацыйныя інтэрфейсы, фазаваныя антэнныя рашоткі і платформы накіраванага датчыка.	Аэракасмічная і абаронная галінаНізкапрофільная ўстаноўка, дзе механічная вышыня і вага маюць значэнне.	Бесправадная сувязьМікрахвалевыя лініі сувязі, тэрмінальныя антэны і інтэграваныя модулі сувязі.
Вымярэнне антэныРадыёчастотныя лабараторыі для тэсціравання, параўнання і ацэнкі на ўзроўні сістэмы.	Навігацыя і тэлеметрыяВыбраныя дыяпазоны і патрабаванні да палярызацыі.	Сістэмная інтэграцыяБалансаванне прадукцыйнасці антэны з абмежаваннямі корпуса і платформы.

Мікраслоскавыя антэны

Адзін мікрапалосны элемент можна выкарыстоўваць асобна, але многія мікрахвалевыя сістэмы патрабуюць больш высокага каэфіцыента ўзмацнення, прамянёў з высокай прафіляванай формай або магчымасці сканавання. У такіх выпадках некалькі патч-элементаў можна размясціць умікрапалосная антэна.

Кантралюючы адлегласць паміж элементамі, сетку харчавання, амплітуду і размеркаванне фазы, інжынеры могуць дасягнуць розных мэтавых паказчыкаў шырыні прамяня, бакавых пялёсткаў, узмацнення і палярызацыі. Мікраспалосныя антэны звычайна разглядаюцца для радараў, спадарожнікавай сувязі, электронных вымярэнняў і кампактных накіраваных радыёчастотных сістэм.

Часта задаваныя пытанні