L'estructura d'unaantena de microstripgeneralment consta d'un substrat dielèctric, un radiador i una placa de terra. El gruix del substrat dielèctric és molt més petit que la longitud d'ona. La fina capa metàl·lica de la part inferior del substrat està connectada a la placa de terra. A la part frontal, es fabrica una fina capa metàl·lica amb una forma específica mitjançant un procés de fotolitografia com a radiador. La forma de la placa radiant es pot canviar de moltes maneres segons els requisits.
L'auge de la tecnologia d'integració de microones i els nous processos de fabricació han promogut el desenvolupament d'antenes de microstrip. En comparació amb les antenes tradicionals, les antenes de microstrip no només són petites, lleugeres, de perfil baix, fàcils de conformar, fàcils d'integrar, de baix cost i adequades per a la producció en massa, sinó que també tenen els avantatges de tenir propietats elèctriques diversificades.
Els quatre mètodes bàsics d'alimentació de les antenes de microstrip són els següents:
1. (Alimentació per microstrip): Aquest és un dels mètodes d'alimentació més comuns per a les antenes de microstrip. El senyal de radiofreqüència (RF) es transmet a la part radiant de l'antena a través de la línia de microstrip, generalment mitjançant l'acoblament entre la línia de microstrip i el pegat radiant. Aquest mètode és senzill i flexible, i adequat per al disseny de moltes antenes de microstrip.
2. (Alimentació acoblada per obertura): Aquest mètode utilitza les ranures o forats de la placa base de l'antena microstrip per alimentar la línia microstrip a l'element radiant de l'antena. Aquest mètode pot proporcionar una millor adaptació d'impedància i eficiència de radiació, i també pot reduir l'amplada del feix horitzontal i vertical dels lòbuls laterals.
3. (Alimentació acoblada per proximitat): Aquest mètode utilitza un oscil·lador o un element inductiu a prop de la línia de microstrip per alimentar el senyal a l'antena. Pot proporcionar una adaptació d'impedància més alta i una banda de freqüència més àmplia, i és adequat per al disseny d'antenes de banda ampla.
4. (Alimentació coaxial): Aquest mètode utilitza cables coplanars o cables coaxials per alimentar senyals de radiofreqüència a la part radiant de l'antena. Aquest mètode normalment proporciona una bona adaptació d'impedància i eficiència de radiació, i és especialment adequat per a situacions on es requereix una única interfície d'antena.
Els diferents mètodes d'alimentació afectaran l'adaptació d'impedància, les característiques de freqüència, l'eficiència de radiació i la disposició física de l'antena.
Com seleccionar el punt d'alimentació coaxial d'una antena microstrip
Quan es dissenya una antena de microstrip, l'elecció de la ubicació del punt d'alimentació coaxial és fonamental per garantir el rendiment de l'antena. Aquests són alguns mètodes suggerits per seleccionar punts d'alimentació coaxials per a antenes de microstrip:
1. Simetria: Intenta triar el punt d'alimentació coaxial al centre de l'antena microstrip per mantenir la simetria de l'antena. Això ajuda a millorar l'eficiència de radiació de l'antena i l'adaptació d'impedància.
2. On el camp elèctric és el més gran: el punt d'alimentació coaxial s'escull millor a la posició on el camp elèctric de l'antena microstrip és el més gran, cosa que pot millorar l'eficiència de l'alimentació i reduir les pèrdues.
3. On el corrent és màxim: el punt d'alimentació coaxial es pot seleccionar a prop de la posició on el corrent de l'antena microstrip és màxim per obtenir una major potència i eficiència de radiació.
4. Punt de camp elèctric zero en mode monomode: En el disseny d'antenes de microstrip, si es vol aconseguir una radiació monomode, el punt d'alimentació coaxial se sol seleccionar al punt de camp elèctric zero en mode monomode per aconseguir una millor adaptació d'impedància i una millor característica de radiació.
5. Anàlisi de freqüència i forma d'ona: utilitzeu eines de simulació per realitzar anàlisis de rastreig de freqüència i distribució de camp/corrent elèctric per determinar la ubicació òptima del punt d'alimentació coaxial.
6. Tingueu en compte la direcció del feix: si es requereixen característiques de radiació amb una directivitat específica, la ubicació del punt d'alimentació coaxial es pot seleccionar segons la direcció del feix per obtenir el rendiment de radiació de l'antena desitjat.
En el procés de disseny real, normalment cal combinar els mètodes anteriors i determinar la posició òptima del punt d'alimentació coaxial mitjançant anàlisis de simulació i resultats de mesurament reals per assolir els requisits de disseny i els indicadors de rendiment de l'antena microstrip. Al mateix temps, els diferents tipus d'antenes microstrip (com ara antenes de pegat, antenes helicoïdals, etc.) poden tenir algunes consideracions específiques a l'hora de seleccionar la ubicació del punt d'alimentació coaxial, que requereixen una anàlisi i optimització específiques en funció del tipus d'antena i l'escenari d'aplicació específics.
La diferència entre una antena de microstrip i una antena de patch
L'antena de microstrip i l'antena de patch són dues antenes petites comunes. Tenen algunes diferències i característiques:
1. Estructura i maquetació:
- Una antena microstrip normalment consta d'un pegat de microstrip i una placa de terra. El pegat de microstrip serveix com a element radiant i està connectat a la placa de terra a través d'una línia de microstrip.
- Les antenes de patch són generalment pegats conductors que es graven directament sobre un substrat dielèctric i no requereixen línies de microstrip com les antenes de microstrip.
2. Mida i forma:
- Les antenes de microstrip són de mida relativament petita, sovint s'utilitzen en bandes de freqüència de microones i tenen un disseny més flexible.
- Les antenes de patch també es poden dissenyar per ser miniaturitzades i, en alguns casos específics, les seves dimensions poden ser més petites.
3. Rang de freqüències:
- El rang de freqüències de les antenes de microstrip pot anar des de centenars de megahertzs fins a diversos gigahertzs, amb certes característiques de banda ampla.
- Les antenes de patch solen tenir un millor rendiment en bandes de freqüència específiques i generalment s'utilitzen en aplicacions de freqüència específiques.
4. Procés de producció:
- Les antenes de microstrip se solen fabricar amb tecnologia de plaques de circuits impresos, que es poden produir en massa i tenen un baix cost.
- Les antenes de patch solen estar fetes de materials a base de silici o altres materials especials, tenen certs requisits de processament i són adequades per a la producció en petits lots.
5. Característiques de polarització:
- Les antenes de microstrip es poden dissenyar per a polarització lineal o polarització circular, donant-los un cert grau de flexibilitat.
- Les característiques de polarització de les antenes de patch solen depenent de l'estructura i la disposició de l'antena i no són tan flexibles com les antenes de microstrip.
En general, les antenes de microstrip i les antenes de patch són diferents en estructura, rang de freqüències i procés de fabricació. L'elecció del tipus d'antena adequat s'ha de basar en els requisits específics de l'aplicació i les consideracions de disseny.
Recomanacions de productes d'antena de microstrip:
RM-MPA1725-9 (1,7-2,5 GHz)
RM-MPA2225-9 (2,2-2,5 GHz)
RM-MA25527-22 (25,5-27 GHz)
RM-MA424435-22 (4,25-4,35 GHz)
Data de publicació: 19 d'abril de 2024
