Микрожолақты антеннаны беру әдістері: түрлері және таңдау

Микрожолақты антенна - диэлектрлік негіздің бір жағында өткізгіш патч, ал екінші жағында жерге тұйықтау жазықтығы орналасқан төмен профильді басылған антенна. Қоректендіретін құрылым радиожиілік энергиясын тарату желісі мен сәулеленуші патч арасында тасымалдайды, сондықтан ол кіріс кедергісіне, жұмыс өткізу қабілеттілігіне, сәулелену тиімділігіне, поляризация тазалығына және өндіріс күрделілігіне тікелей әсер етеді.

Микрожолақты антеннаны берудің ең кең таралған төрт әдісі - микрожолақты желілік беру, коаксиалды зонд беру, диафрагмамен байланысты беру және жақындықпен байланысты беру. Әрбір дизайн үшін ең жақсы әдіс жоқ. Дұрыс таңдау қажетті өткізу қабілеттілігіне, антенна профиліне, оқшаулауға, қуатты басқаруға, массивтің орналасуына және өндіріс процесіне байланысты.

Антеннаның құрылымы мен жұмыс принципі туралы кеңірек ақпарат алу үшін біздің нұсқаулықты қараңызМикрожолақты антеннаның құрылымы, жұмыс принциптері және қолданылуыБұл мақалада қоректендіру механизмдеріне, практикалық келісімдерге және қоректендіру нүктесін таңдауға ерекше назар аударылады.

Микрожолақты антенналық қоректендіру дегеніміз не?

Беру жүйенің кедергісін антеннаның кіріс кедергісіне түрлендіре отырып, РФ көзін немесе қабылдағышын сәулелену аймағына қосады. Практикалық дизайнда беріліс бөлек бөлшек емес, антеннаның бөлігі болып табылады. Оның геометриясы токтың таралуын, резонанстық жиілікті, қайтару шығынын, пайдалануға болатын өткізу қабілеттілігін және қажетсіз сәулеленуді өзгертеді.

Микрожолақты антенна қоректенулері әдетте тікелей жанасу әдістері және электромагниттік байланысқан әдістер болып бөлінеді. Микрожолақты желілік және коаксиалды зонд қоректенулері патчпен тікелей электрлік байланыс жасайды. Диафрагмамен байланысқан және жақындықпен байланысқан қоректенулер энергияны электромагниттік байланыс арқылы береді және әдетте бірнеше субстрат қабатын пайдаланады.

Микрожолақты антеннаны берудің төрт негізгі әдісі

1. Микрожолақты желілік беріліс

Микрожолақты желілік берілісте басылған беру желісі тікелей патчқа қосылады. Желі мен патч бір негізде бір PCB процесінде жасалуы мүмкін, бұл әдісті қарапайым, төмен профильді және арзан өндіріс пен көптеген басылған массивтерге жарамды етеді.

Импеданс сәйкестігін беру желісінің енін өзгерту, кірістірме пайдалану, ширек толқынды трансформаторды қосу немесе желі мен патч арасындағы түйісті оңтайландыру арқылы реттеуге болады. Негізгі шектеу - беру желісі де сәуле шығарады. Бұл жалған сәулелену, әсіресе негіз салыстырмалы түрде қалың немесе беру желісі ұзын болған кезде, көлденең поляризацияға және сәулелену үлгісіне әсер етуі мүмкін.

2. Коаксиалды зонд беру

Коаксиалды зондтың берілуі жерге қосу жазықтығы мен төсеніш арқылы өтеді. Коаксиалды сыртқы өткізгіш жерге қосу жазықтығына, ал ішкі өткізгіш патчқа қосылған. Зондтың орнын жылжыту сәулеленетін бетке беру сызығын баспай, қажетті кіріс кедергісін таңдаудың ыңғайлы тәсілін ұсынады.

Бұл әдіс икемді беру нүктесін орналастыруды және әдетте беру желісінің төмен сәулеленуін ұсынады, бірақ ол бұрғылауды және сенімді электрлік қосылымды қажет етеді. Ұзын зонд индуктивтілікті енгізеді, сондықтан электрлік қалың негіздермен немесе жоғары жиіліктерде өнімділік нашарлауы мүмкін. Сондықтан қосқыш геометриясы, дәнекерлеу көлемі және өндірістік төзімділік соңғы модельге енгізілуі керек.

3. Диафрагмамен байланысқан беріліс

Диафрагмамен байланысқан қоректендіру беру желісін жер жазықтығының астына, ал учаскені оның үстіне орналастырады. Энергия жер жазықтығындағы саңылау арқылы өтеді. Жер жазықтығы қоректендіру желісін сәулелену учаскесінен бөлетіндіктен, бұл орналасу қоректендіруден радиаторға жақсы оқшаулануды қамтамасыз етеді және қажетсіз қоректендіру сәулеленуін азайта алады.

Саңылаудың өлшемдері, саңылаудың орналасуы, беру желісінің түйіні, негіз қалыңдығы және диэлектрлік тұрақтылардың барлығы қосылу мен сәйкестендіруге әсер етеді. Диафрагма қосылысы көптеген тікелей берілістерге қарағанда кеңірек өткізу қабілеттілігін қолдай алады, бірақ ол көп қабатты құрылымды және желі, саңылау және патч арасында дәл туралауды қажет етеді.

4. Жақындықпен байланысты беріліс

Жақындықпен байланысқан қоректенуде, сондай-ақ электромагниттік байланысқан қоректену деп аталады, микрожолақты желі патчтың астына орналастырылады және одан диэлектрлік қабатпен бөлінеді. Желі патчтың бір бөлігін қабаттасады, ал энергия электромагниттік өріс арқылы беріледі. Тікелей электрлік байланыс жоқ және жерге қосу жазықтығында саңылау жоқ.

Қабаттасу ұзындығы, сызықтың орналасуы, негіздің қасиеттері және қабат қалыңдығы байланысты басқарады. Бұл әдіс кең импеданс өткізу жолағын және төмен жалған сәулеленуді қамтамасыз ете алады, бірақ екі қабатты құрылым қалыңырақ және туралау мен байланыстыру төзімділігіне сезімтал.

Микрожолақты антеннаны беру әдістерін салыстыру

Азықтандыру әдісі	Әдеттегі өткізу қабілеттілігінің әлеуеті	Өндіріс	Азық сәулеленуі / оқшаулануы	Ең қолайлы
Микрожолақты сызық	Тардан орташаға дейін	Қарапайым, бір қабатты баспа платасы	Беру желісінің көбірек сәулеленуі	Төмен профильді, арзан баспа дизайндары мен массивтері
Коаксиалды зонд	Тардан орташаға дейін	Бұрғылау және тік қосылым	Азықтандыру желісінің төмен радиациясы	Икемді бір элементті беру нүктесін баптау
Диафрагмамен байланысқан	Орташадан кеңге дейін	Саңылауды туралауы бар көп қабатты	Жақсы жем оқшаулауы	Оқшаулануды және кең өткізу қабілеттілігін қажет ететін конструкциялар
Жақындықпен байланысты	Кең	Қабаттасуды туралауы бар көп қабатты	Төмен жалған сәулелену	Қосылған қалыңдық қолайлы кең жолақты дизайндар

Бұл тұрақты өнімділік кепілдігі емес, салыстырмалы дизайн үрдістері. Патч пішіні, субстраттың жоғалуы, диэлектрлік тұрақты, қалыңдығы, жиілігі, қоректендіру желісінің ұзындығы және өндірістік төзімділік нәтижені өзгерте алады.

Дұрыс тамақтандыру әдісін қалай таңдауға болады

Қажетті өткізу қабілеттілігі:Тікелей берілістер көбінесе тар жолақты жүйелер үшін жеткілікті. Кеңірек импеданс өткізу қабілеті негізгі талап болған кезде диафрагма немесе жақындық байланысы артықшылықты болуы мүмкін.
Профиль және қабат саны:Микрожолақты желілік беріліс құрылымды жұқа және өндіруді жеңілдетеді. Біріктірілген берілістер қосымша қабаттар мен туралауды қажет етеді.
Радиациялық тазалық:Егер қоректендіру желісінің сәулеленуі немесе алдыңғы және артқы жағынан оқшаулау өте маңызды болса, саңылаумен байланысқан құрылым қоректендіруді патчтан бөле алады.
Массив интеграциясы:Баспа микрожолақты желілер массивтер үшін ыңғайлы, бірақ желі ұзарған сайын желінің жоғалуы және паразиттік сәулелену артады. Корпоративтік беріліс орналасуы мен амплитуда/фазалық төзімділікті бірге бағалау керек.
Жиілік және төзімділік:Миллиметрлік толқын жиіліктерінде қосқыш ауысулары, ою төзімділігі, негіз қалыңдығы және тіркеу қателіктері электрлік тұрғыдан маңызды болады.
Қуат және жылу шектеулері:Өткізгіштің жоғалуын, диэлектрлік қыздыруды, қосқыштың ток тығыздығын және жергілікті өрістің концентрациясын мақсатты қуат деңгейіне тексеру қажет.
Құны және қайталануы:Ең жақсы модельденген өткізу қабілеттілігі бар дизайн, егер ол қиын байланыстыруды немесе тығыз көп қабатты туралауды қажет етсе, ең жақсы өндірістік таңдау болмауы мүмкін.

Коаксиалды зонд беру нүктесін қалай таңдауға болады

Зондтың дұрыс орналасуы - мақсатты режимді қолайлы айқас поляризациямен қоздыру кезінде нысананың кіріс кедергісін көрсететін орын. Ол патч орталығында, максималды электр өрісі нүктесінде немесе максималды ток нүктесінде автоматты түрде таңдалмауы керек.

Негізгі режимінде жұмыс істейтін кәдімгі тікбұрышты патч үшін кіріс кедергісі сәулеленетін жиектің жанында әдетте жоғары болады және беріліс резонанстық өлшем бойымен орталыққа қарай жылжыған сайын азаяды. Әдетте жиек пен орталық арасында 50 Ом нүктесі болады. Нақты орналасуы патч өлшемдеріне, негіз қасиеттеріне, зонд диаметріне, жерге қосу жазықтығына, қосқышқа және жақын маңдағы құрылымдарға байланысты.

Қажетті резонанстық жиілік пен поляризация үшін патч өлшемдерінен бастаңыз.
Қажетті режимді қоздыруға және айқас поляризацияланған өрістерді шектеуге көмектесу үшін зондты тиісті симметрия сызығына орналастырыңыз.
Толық толқынды электромагниттік модельде сәулеленуші жиектен ығысуды нысана кедергісі мен қайтару шығынына жеткенше сыпырыңыз.
Соңғы құрастырудың бөлігі болған кезде коаксиалды ауысуды, зонд индуктивтілігін, дәнекерлеу төсемін, шекті жерге қосу жазықтығын, қоршауды және радомды қосыңыз.
Негіз қалыңдығына, диэлектрлік тұрақтыға, өңдеуге және беру позициясының қателігіне төзімділік моделін құрыңыз.
Дайындалған антеннаны калибрленген векторлық желілік анализатормен тексеріп, өлшеу және модельдеу бойынша анықтамалық жазықтықтарды салыстырғаннан кейін ғана реттеңіз.

Дизайн және өлшеу тексерулері

Беруді оңтайландыру бірнеше S-параметр мәнімен салыстырылуы керек. Толық шолу әдетте мыналарды қамтиды:

Резонанстық жиілік, S11, қайтару шығыны, VSWR және импеданс өткізу қабілеті.
Жұмыс диапазонындағы нақты және жорамал кіріс кедергісі.
Жалпы тиімділік, жүзеге асырылған күшейту және өткізгіш/диэлектрлік шығын.
Негізгі жазықтықтардағы кополяризацияланған және айқас поляризацияланған сәулелену үлгілері.
Беріліс немесе қосқыш тудырған алдыңғы және артқы қатынасы, бүйірлік бөліктер және өрнектің бұрмалануы.
Ағымның таралуы және жоспарланбаған беттік толқындық немесе жоғары ретті режимдердің дәлелдері.
Күтілетін температура, радом, корпус, кабельді бағыттау және орнату жағдайларындағы өнімділік.

Қолданбалар

Микрожолақты антенналар мен массивтер сымсыз байланыс терминалдарында, спутниктік және навигациялық жабдықтарда, радарлық сенсорларда, телеметрияда, аэроғарыштық платформаларда, сынақ жүйелерінде және ықшам ендірілген RF өнімдерінде қолданылады. Беру архитектурасы нақты жүйе талабына сәйкес таңдалуы керек: қарапайым басылған беріліс ықшам тар жолақты құрылғы үшін өте қолайлы болуы мүмкін, ал біріктірілген беріліс кеңірек өткізу қабілеттілігі немесе күшті оқшаулау үшін ақталуы мүмкін.

Жиі қойылатын сұрақтар

Микрожолақты антеннаны қоректендірудің қай әдісі ең қарапайым?

Микрожолақты желілік беру әдетте ең қарапайым болып табылады, себебі желі мен патч бір негізге басып шығарылуы мүмкін. Оны жазық желілік беру желісіне біріктіру оңай, дегенмен беру желісінің сәулеленуін бақылау қажет.

Қай қоректендіру әдісі ең кең өткізу қабілеттілігін қамтамасыз етеді?

Жақындықпен және диафрагмамен байланысқан берілістер, әдетте, негізгі тікелей берілістерге қарағанда өткізу қабілеттілігінің жоғары әлеуетін ұсынады. Нақты өткізу қабілеттілігі әлі де антеннаның толық геометриясына және субстрат жинағына байланысты.

Сәулеленуші аймақтан қай қоректендіру ең жақсы оқшаулауды қамтамасыз етеді?

Диафрагмалық муфта берік құрылымдық оқшаулауды қамтамасыз етеді, себебі жерге тұйықтау жазықтығы қоректендіру желісін учаскеден бөліп тұрады. Саңылаудың ағып кетуі мен кері сәулеленуді әлі де бағалау қажет.

Беру нүктесі резонанстық жиілікті өзгерте ме?

Оның негізгі мақсаты - импедансты сәйкестендіру, бірақ зонд немесе сызық электромагниттік өрістерді де бұзады. Үлкен зондтар, ұзын зондтар, күшті байланыс немесе сезімтал өріс аймағына жақын беріліс резонансты да, кіріс импедансын да өзгерте алады.

Импеданс сәйкестігі мен қоректендірудің айырмашылығы неде?

Қоректендіру РФ энергиясының патчқа қалай жеткізілетінін сипаттайды. Кедергіні сәйкестендіру - антенна кірісін беру желісімен үйлесімді ету процесі, әдетте 50 Ом. Қоректендіру орны мен геометриясы маңызды сәйкестендіру айнымалылары болып табылады, бірақ қосымша трансформаторлар, кірістірулер, бекіткіштер немесе сәйкестендіру желілері де пайдаланылуы мүмкін.

Қорытынды

Микрожолақты антенна қоректенуін таңдау - жүйелік деңгейдегі шешім. Микрожолақты сызықтық және коаксиалды зонд қоректенулері қарапайымдылық пен тікелей реттеуді қолдайды, ал диафрагма мен жақындықты байланыстыру қосымша қабаттар мен қатаң өндірістік бақылау есебінен күштірек оқшаулауды немесе кеңірек өткізу қабілеттілігін ұсынады. Соңғы өнімділік әрқашан толық толқынды модельдеу, төзімділікті талдау және калибрленген өлшеу арқылы расталуы керек.

Микрожолақты антенна өнімінің ұсыныстары

РФ MISO-ны зерттеңізмикрожолақты антенна өнімдерітөменде, немесебіздің инженерлік топқа хабарласыңызжиілік диапазонын, күшейтуді, поляризацияны, интерфейсті және интеграция талаптарын талқылау.