Antenni tai antenni radiotekniikassa on erikoistunut anturi , joka on suunniteltu joukolla johtimia, jotka on kytketty sähköisesti lähettimeen tai vastaanottimeen. Antennien päätehtävä on lähettää ja vastaanottaa radioaaltoja tasapuolisesti kaikissa vaakasuunnassa. Antennit ovat saatavilla eri tyyppejä ja muotoisia. Pienet antennit löytyvät kotien katolta television katseluun ja suuret antennit sieppaavat signaaleja eri satelliiteista, jotka ovat miljoonien kilometrien päässä. Antennit liikkuvat pysty- ja vaakasuunnassa signaalin sieppaamiseksi ja lähettämiseksi. On erityyppisiä antenneja saatavana, kuten aukko, lanka, linssi, heijastin, mikroliuska, lokijakso, ryhmä ja paljon muuta. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta mikroliuska-antenni .
Mikroliuska-antennin määritelmä
Antennia, joka on muotoiltu syövyttämällä yksinkertaisesti pala johtavaa materiaalia dielektrisen pinnan yläpuolelle, kutsutaan mikroliuskaantenniksi tai patch-antenniksi. Tämän mikroliuska-antennin maatasolle on asennettu dielektrinen materiaali, jossa tämä taso tukee koko rakennetta. Lisäksi tämän antennin heräte voidaan varustaa syöttölinjoilla, jotka on kytketty patch-laitteeseen. Yleensä näitä antenneja pidetään matalaprofiilisina antenneina, joita käytetään mikroaaltotaajuussovelluksissa, joiden taajuus on yli 100 MHz.
Antennin mikroliuska/patch voidaan valita suorakaiteen muotoiseksi, neliömäiseksi, elliptiseksi ja pyöreäksi analysoinnin ja valmistuksen helpottamiseksi. Jotkut mikroliuska-antennit eivät käytä dielektristä substraattia, vaan ne on valmistettu metallista, joka on asennettu maatasolle dielektrisillä välikkeillä; näin muodostuva muodostus on vähemmän vahva, mutta sen kaistanleveys on leveämpi.
Mikroliuska-antennin rakenne
Mikroliuska-antennisuunnittelu voidaan tehdä erittäin ohuen metallinauhan avulla järjestämällä se maatasolle eristävän materiaalin väliin. Tässä dielektrinen materiaali on substraatti, jota käytetään nauhan erottamiseen maatasosta. Kun tämä antenni on viritetty, dielektrisissä syntyneissä aalloissa tapahtuu heijastuksia ja metallireunojen säteilevä energia on hyvin alhainen. Nämä antennimuodot tunnistetaan dielektriseen materiaaliin järjestetyn metallisen täplän muodosta.
Yleensä nauha/patch ja syöttölinjat on valoetsattu substraatin pinnalle. On olemassa erilaisia mikroliuska-antennin muotoja, kuten neliö, dipoli, suorakulmainen, pyöreä, elliptinen ja dipoli. Tiedämme, että laastareita voidaan muodostaa eri muotoisina, mutta helpon valmistuksen vuoksi käytetään yleensä pyöreitä, neliön ja suorakaiteen muotoisia laastareita.
Mikroliuska-antenneja voidaan muodostaa myös ryhmällä erilaisia laastaria dielektrisen substraatin yläpuolelle. Joko yksittäistä tai useita syöttölinjoja käytetään antamaan viritys mikroliuska-antennille. Joten mikroliuskaelementtiryhmien läsnäolo tarjoaa paremman suuntaavuuden, suuren vahvistuksen ja suuremman lähetysalueen pienellä häiriöllä.
Microstrip-antennin toiminta
Mikroliuska-antenni toimii; aina kun virta syöttölinjassa saapuu mikroliuska-antennin nauhaan, syntyy sähkömagneettisia aaltoja. Joten nämä laastarin aallot alkavat säteillä leveyspuolelta. Kuitenkin, kun nauhan paksuus on hyvin pieni, substraatissa syntyvät aallot heijastuvat nauhan reunan läpi. Vakio nauharakenne koko pituudelta ei salli säteilyä.
Mikroliuska-antennin alhainen säteilykyky mahdollistaa vain aaltolähetysten peittämisen pienillä etäisyyksillä, kuten myymälöissä, sisätiloissa tai paikallisissa toimistoissa. Joten tämä tehoton aallonsiirto ei ole hyväksyttävää keskitetyllä paikkakunnalla erittäin suurella alueella. Yleensä puolipallomainen peitto saadaan patch-antennilla, joka on 30⁰ – 180⁰ kulmassa etäisyydellä telineestä.
Microstrip-antennin tekniset tiedot
Mikroliuska-antennin tekniset tiedot sisältävät seuraavat tiedot.
- Sen resonanssitaajuus on 1,176 GHz.
- Mikroliuska-antennin taajuusalue on 2,26 GHz - 2,38 GHz.
- Substraatin dielektrisyysvakio on 5,9.
- Dielektrisen alustan korkeus on 635um.
- Syöttömenetelmä on mikroliuskalinjasyöttö.
- Häviötangentti on 0,00 12.
- Johtaja on hopeaa.
- Johtimen paksuus on 25um.
- Sen kaistanleveys on ± 10 GHz.
- Sen vahvistus on yli 5dB.
- Sen aksiaalinen suhde on alle 4 dB.
- Sen paluuhäviö on parempi kuin 15 dB.
Mikroliuska-antennityypit
Saatavilla on erilaisia mikroliuska-antenneja, joita käsitellään alla.
Microstrip Patch Antenni
Tämän tyyppiset antennit ovat matalaprofiilisia antenneja, joissa metallipatch on järjestetty maan tasolle dielektrisen materiaalin läpi, jonka väliin kuuluu liuska (tai patch-antenni). Nämä antennit ovat erittäin pienikokoisia antenneja, joilla on alhainen säteily. Tässä antennissa on säteilevä patch dielektrisen substraatin toisella puolella ja toisella puolella siinä on maataso.
Yleensä laastari on valmistettu johtavasta materiaalista, kuten kullasta tai kuparista. Tämäntyyppiset antennit voidaan muodostaa mikroliuskamenetelmällä yksinkertaisesti valmistamalla ne PCB:lle. Näitä antenneja käytetään mikroaaltotaajuussovelluksissa, joiden taajuus on suurempi kuin 100 MHz.
Mikroliuska dipoliantenni
Mikroliuska dipoliantenni on ohut mikroliuskajohdin ja asetetaan alustan varsinaiselle osalle ja se on peitetty kokonaan metallilla toiselta puolelta, joka tunnetaan maatasona. Näitä antenneja käytetään digitaalisissa viestintälaitteissa, kuten tietokoneissa ja WLAN-solmuissa. Tämän tyyppisen antennin leveys on pieni, joten sitä voidaan hyödyntää WLAN-järjestelmän sisääntulopisteessä.
Painettu paikka-antenni
Painetulla rakoantennilla on keskeinen rooli antennin kaistanleveyden lisäämisessä säteilykuvioilla molempiin suuntiin. Tämän antennin herkkyys on alhainen verrattuna normaaleihin antenneihin. Näitä antenneja tarvitaan koko syöttölinjassa, joka on järjestetty päinvastoin substraattiin nähden ja pystysuoraan paikan yläpuolella olevaan rakoakseliin nähden.
Microstrip matkustava aaltoantenni
Microstrip-matka-aaltoantennit on suunniteltu pääasiassa pitkällä Microstrip-linjalla, jonka leveys on riittävä tukemaan TE-liitettävyyttä. Tämän tyyppiset mikrosiru-antennit on suunniteltu siten, että pääkeila on minkä tahansa reitin sisällä leveästä tulipaloon.
Microstrip-antennin syöttömenetelmät
Mikroliuska-antennissa on kaksi syöttötapaa; kosketuksessa oleva rehu ja ei-koskettava rehu, joita käsitellään alla.
Ota yhteyttä syötteeseen
Kosketussyötön teho syötetään suoraan säteilevälle elementille. Joten tämä voidaan tehdä koaksiaalijohdolla/mikroliuskalla. Tämän tyyppinen ruokintamenetelmä luokitellaan jälleen kahteen tyyppiin; Mikroliuskasyöttö ja koaksiaalisyöttö, joita käsitellään alla.
Mikroliuskasyöttö
Mikroliuskasyöttö on johtava nauha, jonka leveys on hyvin pieni kuin säteilevän elementin leveys. Syöttölinja mahdollistaa yksinkertaisen etsauksen alustan yläpuolelle, koska nauhan mitat ovat ohuemmat. Tämäntyyppisen rehujärjestelyn etuna on; että syöttö voidaan syöttää samanlaisen substraatin päälle tasomaisen rakenteen aikaansaamiseksi. Syöttölinja rakennetta kohti on joko keskeltä, siirtymällä tai upotettuna. Laastarin sisällä olevan upotetun leikkauksen päätarkoitus on sovittaa syöttölinjan impedanssi paikkaan ilman ylimääräistä sovituselementtiä.
Koaksiaalinen syöttö
Tämä syöttötapa on yleisimmin käytetty tyyppi ja ei-tasomainen syöttömenetelmä, jossa z-koaksiaalikaapelia käytetään paikan syöttämiseen. Tämä syöttötapa annetaan mikroliuska-antennille siten, että sisäjohdin on kytketty suoraan paikkaan, kun taas ulkojohdin on kytketty maatasoon.
Impedanssi muuttuu koaksiaalisyötön järjestelyn eron mukaan. Kun syöttöjohto on kytketty mihin tahansa paikkaan, auttaa siten impedanssin sovittamista. Syöttölinja, joka yhdistää koko maatason, on kuitenkin hieman vaikea, koska se vaatii reiän poraamisen alustaan. Tämä ruokintamenetelmä on erittäin yksinkertainen valmistaa ja siinä on vähemmän harhasäteilyä. Mutta sen suurin haittapuoli on, että se on kytketty maatasoliittimeen.
Kontaktiton syöte
Teho annetaan säteilevälle elementille syöttölinjasta sähkömagneettisella kytkimellä. Näitä syöttömenetelmiä on saatavana kolmea tyyppiä; aukko kytketty, läheisyys kytketty ja haaraviivan syöttö.
Aperture Coupled Feed
Apertuurisyöttötekniikka sisältää kaksi dielektristä substraattia, kuten antennin dielektristä substraattia, ja syöttödielektrisen substraatin, jotka on jaettu yksinkertaisesti maatason läpi ja joiden keskellä on rako. Metallipaikka sijaitsee antennin substraatin yläpuolella, kun taas maataso sijaitsee antennieristeen toisella sivulla. Eristyksen aikaansaamiseksi syöttöjohto ja syöttödielektriikka sijaitsevat maatason toisella puolella.
Tämä syöttötekniikka tarjoaa erinomaisen polarisaatiopuhtauden, jota ei voida saavuttaa muilla syöttötekniikoilla. Aperture-parisyöttö tarjoaa suuren kaistanleveyden ja on erittäin hyödyllinen sovelluksissa, joissa emme halua käyttää johtoja yhdestä kerroksesta toiseen. Tämän syöttötekniikan suurin haittapuoli on, että se vaatii monikerroksisen valmistuksen.
Proximity Coupled Feed
Läheisyyskytkettyä syöttöä kutsutaan myös epäsuoraksi syötöksi, kun maatasoa ei ole läsnä. Verrattuna aukkokytkettyyn syöttöantenniin se on erittäin yksinkertainen valmistaa. Antennin johtavalla pinnalla on aukko ja kytkentä on annettu mikroliuskajohdolla.
Tämä syöttömenetelmä tarjoaa alhaisen harhasäteilyn ja valtavan kaistanleveyden. Syöttölinja tässä menetelmässä sijaitsee kahden dielektrisen substraatin välissä. Syöttölinjan reuna on järjestetty johonkin kohtaan missä mikroliuska-antennin tuloimpedanssi on 50 ohmia. Tällä syöttötekniikalla on parannettu kaistanleveyden tehokkuutta muihin menetelmiin verrattuna. Tämän tekniikan suurin haittapuoli on; että monikerroksinen valmistus on mahdollista ja se tarjoaa huonon polarisaatiopuhtauden.
Haaralinjan syöttö
Haaralinjasyöttötekniikassa johtava liuska liitetään suoraan mikroliuskan patch-reunaan. Laastariin verrattuna johtavan nauhan leveys on pienempi. Tämän ruokintatekniikan tärkein etu on; että syöttö syövytetään samanlaiselle alustalle tasomaisen rakenteen saamiseksi.
Laastariin voidaan integroida upotettu leikkaus, jotta saadaan erinomainen impedanssisovitus ilman ylimääräistä sovituselementtiä. Tämä voidaan saavuttaa ohjaamalla inset-asentoa kunnolla, muuten voimme viipaloida aukon ja syöttää sen laastarista sopivan kokoiseksi. Lisäksi tätä syöttötekniikkaa käytetään ja sitä kutsutaan haaralinjasyöttötekniikaksi.
Mikroliuska-antennin säteilykuvio
Graafinen esitys antennin säteilyominaisuuksista tunnetaan nimellä säteilykuvio, joka selittää kuinka antenni lähettää energiaa avaruuteen. Tehon vaihtelua tulokulman funktiona seurataan antennin kaukokentässä.
Mikroliuska-antennin säteilykuvio on leveä ja sillä on vähemmän säteilytehoa ja kapea taajuus BW. Mikroliuska-antennin säteilykuvio on esitetty, jonka alla on pienempi suuntaavuus. Näitä antenneja käyttämällä voidaan muodostaa ryhmä, jolla on ylivoimainen suuntaavuus.
Ominaisuudet
The mikroliuska-antennin ominaisuudet Sisällytä seuraavat.
- Mikroliuska-antennipaikan tulee olla erittäin ohut johtava alue.
- Laastariin verrattuna maatason tulisi olla melko suuret.
- Substraatin valoetsaus tehdään säteilevän elementin ja syöttölinjojen rakentamiseksi.
- Paksu dielektrinen substraatti dielektrisyysvakiolla alueella 2,2-12 tarjoaa erinomaisen antennin suorituskyvyn.
- Microstrip-antennirakenteen mikroliuskaelementtiryhmät tarjoavat erinomaisen suuntaavuuden.
- Mikroliuska-antennit tarjoavat suuren säteen leveyden.
- Tämä antenni tarjoaa erittäin korkealaatuiset tekijät, koska korkea Q-kerroin johtaa alhaiseen hyötysuhteeseen ja pieneen kaistanleveyteen. Mutta tämä voidaan kompensoida yksinkertaisesti lisäämällä alustan leveyttä. Leveyden lisäys tietyn rajan yli aiheuttaa kuitenkin tarpeettoman tehohäviön.
Hyödyt ja haitat
The mikroliuska-antennin edut Sisällytä seuraavat.
- Mikroliuska-antennit ovat hyvin pieniä.
- Näiden antennien paino on pienempi.
- Tämän antennin valmistusprosessi on yksinkertainen.
- Sen asennus on erittäin helppoa pienen koon ja tilavuuden vuoksi.
- Se tarjoaa yksinkertaisen integroinnin muihin laitteisiin.
- Tämä antenni voi suorittaa kaksi- ja kolmitaajuustoimintoja.
- Nämä antenniryhmät voidaan rakentaa helposti.
- Tämä antenni tarjoaa suuren lujuuden vahvojen pintojen yläpuolella.
- Se on helppo valmistaa, muokata ja muokata..
- Tällä antennilla on yksinkertainen ja edullinen rakenne.
- Tässä antennissa lineaarinen ja ympyräpolarisaatio on saavutettavissa.
- Se sopii ryhmäantenneille.
- Se on yhteensopiva monoliittisten mikroaaltopiirien kanssa.
- Kaistanleveyttä voidaan laajentaa yksinkertaisesti parantamalla dielektrisen materiaalin leveyttä.
The mikroliuska-antennien haitat Sisällytä seuraavat.
- Tämä antenni tuottaa vähemmän vahvistusta.
- Tämän tyyppisen antennin hyötysuhde on alhainen johtimen ja dielektristen häviöiden vuoksi.
- Tällä antennilla on suuri ristipolarisaatiosäteilyn alue.
- Tämän antennin tehonkäsittelykapasiteetti on alhainen.
- Siinä on pienempi impedanssikaistanleveys.
- Tämän antennin rakenne säteilee syötöistä ja muista liitoskohdista.
- Tämä antenni on erittäin herkkä ekologisille tekijöille.
- Nämä antennit ovat alttiimpia väärennetylle syöttösäteilylle.
- Tällä antennilla on enemmän johdin- ja dielektrisiä häviöitä.
Sovellukset
The käyttää tai mikroliuska-antennien sovellukset Sisällytä seuraavat.
- Mikroliuska-antenneja voidaan käyttää eri aloilla; ohjuksissa, satelliitteja , avaruuskäsityöt, lentokoneet, langattomat viestintäjärjestelmät, matkapuhelimet, kaukokartoitus ja tutkat.
- Näitä antenneja käytetään langattomassa viestinnässä. näyttää yhteensopivuuden kannettavien laitteiden, kuten matkapuhelimien ja hakulaitteiden kanssa.
- Näitä käytetään ohjuksissa viestintäantenneina.
- Nämä antennit ovat pieniä, joten niitä käytetään mikroaaltouuni- ja satelliittiviestintäsovelluksissa.
- GPS on yksi mikroliuska-antennien tärkeimmistä eduista, koska se helpottaa ajoneuvojen ja merijalkaväen seurantaa.
- Näitä käytetään vaiheistetussa taulukossa tutkat käsittelemään kaistanleveyden toleranssia, joka on yhtä suuri kuin jokin prosenttiosuus.
Kuinka parantaa Microstrip-antennin kaistanleveyttä?
Mikroliuska-antennin kaistanleveyttä voidaan parantaa erilaisilla tekniikoilla, kuten lisäämällä substraatin paksuutta alhaisella dielektrisyysvakiolla, leikkaamalla rakoja, syöttämällä anturin lovien kautta ja erilaisilla antennimuodoilla
Miksi mikroliuska-antennit säteilevät?
Microstrip-patch-antennit säteilevät pääasiassa patch-reunan ja maatason välisten reunuskenttien vuoksi.
Kuinka lisätä mikroliuska-antennin vahvistusta?
Mikroliuska-antennin vahvistusta voidaan lisätä loispatchilla ja ilmavälillä syöttöalueen ja maatason välissä.
Näin ollen tämä on yleiskatsaus microstrip-antenniin , työ ja sen sovellukset. Tämä antenni on melko moderni keksintö, joka mahdollistaa antennin ja muiden viestintäjärjestelmän ohjauspiirien kätevän integroinnin yhteiselle piirilevylle (tai puolijohdesirulle). Näitä käytetään laajasti monissa nykyisissä mikroaaltojärjestelmissä gigahertsien alueella. Tämän antennin tärkeimmät edut ovat; kevyt, edullinen, mukautuva muoto ja yhteensopivuus monoliittisten ja hybridi-mikroaaltopiirien kanssa. Tässä on sinulle kysymys, mikä on a dipoliantenni ?
