ساختار یکآنتن میکرواستریپعموماً از یک زیرلایه دیالکتریک، یک رادیاتور و یک صفحه زمین تشکیل شده است. ضخامت زیرلایه دیالکتریک بسیار کمتر از طول موج است. لایه فلزی نازک در پایین زیرلایه به صفحه زمین متصل است. در قسمت جلویی، یک لایه فلزی نازک با شکل خاص از طریق فرآیند فوتولیتوگرافی به عنوان رادیاتور ساخته میشود. شکل صفحه تابشی را میتوان به روشهای مختلفی با توجه به نیاز تغییر داد.
ظهور فناوری ادغام مایکروویو و فرآیندهای تولید جدید، توسعه آنتنهای میکرواستریپ را ارتقا داده است. در مقایسه با آنتنهای سنتی، آنتنهای میکرواستریپ نه تنها از نظر اندازه، وزن، شکل ظاهری، تطبیقپذیری آسان، ادغام آسان، هزینه کم و مناسب برای تولید انبوه هستند، بلکه از مزایای خواص الکتریکی متنوع نیز برخوردارند.
چهار روش تغذیه اساسی آنتنهای میکرواستریپ به شرح زیر است:
۱. (تغذیه میکرواستریپ): این یکی از رایجترین روشهای تغذیه برای آنتنهای میکرواستریپ است. سیگنال RF از طریق خط میکرواستریپ، معمولاً از طریق کوپلینگ بین خط میکرواستریپ و پچ تابشی، به قسمت تابشی آنتن منتقل میشود. این روش ساده و انعطافپذیر است و برای طراحی بسیاری از آنتنهای میکرواستریپ مناسب است.
۲. (تغذیه با دیافراگم جفتشده): این روش از شیارها یا سوراخهای روی صفحه پایه آنتن میکرواستریپ برای تغذیه خط میکرواستریپ به عنصر تابشی آنتن استفاده میکند. این روش میتواند تطبیق امپدانس و راندمان تابشی بهتری را فراهم کند و همچنین میتواند عرض پرتو افقی و عمودی لوبهای جانبی را کاهش دهد.
۳. (تغذیه با اتصال مجاورتی): این روش از یک نوسانساز یا عنصر القایی در نزدیکی خط میکرواستریپ برای تغذیه سیگنال به آنتن استفاده میکند. این روش میتواند تطبیق امپدانس بالاتر و باند فرکانسی وسیعتری را فراهم کند و برای طراحی آنتنهای باند وسیع مناسب است.
۴. (تغذیه کواکسیال): در این روش از سیمهای همسطح یا کابلهای کواکسیال برای تغذیه سیگنالهای RF به داخل قسمت تابشی آنتن استفاده میشود. این روش معمولاً تطبیق امپدانس و راندمان تابشی خوبی را ارائه میدهد و به ویژه برای موقعیتهایی که به یک رابط آنتن واحد نیاز است، مناسب است.
روشهای مختلف تغذیه بر تطبیق امپدانس، ویژگیهای فرکانسی، راندمان تابشی و طرح فیزیکی آنتن تأثیر میگذارند.
نحوه انتخاب نقطه تغذیه کواکسیال آنتن میکرواستریپ
هنگام طراحی آنتن میکرواستریپ، انتخاب محل نقطه تغذیه کواکسیال برای اطمینان از عملکرد آنتن بسیار مهم است. در اینجا چند روش پیشنهادی برای انتخاب نقاط تغذیه کواکسیال برای آنتنهای میکرواستریپ ارائه شده است:
۱. تقارن: سعی کنید نقطه تغذیه کواکسیال را در مرکز آنتن میکرواستریپ انتخاب کنید تا تقارن آنتن حفظ شود. این امر به بهبود راندمان تابشی و تطبیق امپدانس آنتن کمک میکند.
۲. جایی که میدان الکتریکی بزرگترین است: نقطه تغذیه کواکسیال بهتر است در موقعیتی انتخاب شود که میدان الکتریکی آنتن میکرواستریپ بزرگترین باشد، که میتواند راندمان تغذیه را بهبود بخشیده و تلفات را کاهش دهد.
۳. جایی که جریان حداکثر است: نقطه تغذیه کواکسیال را میتوان نزدیک موقعیتی انتخاب کرد که جریان آنتن میکرواستریپ حداکثر است تا توان تابشی و راندمان بالاتری به دست آید.
۴. نقطه میدان الکتریکی صفر در حالت تکی: در طراحی آنتن میکرواستریپ، اگر میخواهید به تابش تکی دست یابید، نقطه تغذیه کواکسیال معمولاً در نقطه میدان الکتریکی صفر در حالت تکی انتخاب میشود تا تطبیق امپدانس و مشخصه تابش بهتری حاصل شود.
۵. تحلیل فرکانس و شکل موج: از ابزارهای شبیهسازی برای انجام تحلیل جابجایی فرکانس و توزیع میدان الکتریکی/جریان استفاده کنید تا مکان بهینه نقطه تغذیه کواکسیال را تعیین کنید.
۶. جهت پرتو را در نظر بگیرید: اگر ویژگیهای تابش با جهتگیری خاص مورد نیاز باشد، میتوان محل نقطه تغذیه کواکسیال را مطابق با جهت پرتو انتخاب کرد تا عملکرد تابشی مطلوب آنتن به دست آید.
در فرآیند طراحی واقعی، معمولاً لازم است روشهای فوق را ترکیب کرده و موقعیت بهینه نقطه تغذیه کواکسیال را از طریق تجزیه و تحلیل شبیهسازی و نتایج اندازهگیری واقعی تعیین کنیم تا به الزامات طراحی و شاخصهای عملکرد آنتن میکرواستریپ دست یابیم. در عین حال، انواع مختلف آنتنهای میکرواستریپ (مانند آنتنهای پچ، آنتنهای مارپیچی و غیره) ممکن است هنگام انتخاب محل نقطه تغذیه کواکسیال ملاحظات خاصی داشته باشند که نیاز به تجزیه و تحلیل و بهینهسازی خاص بر اساس نوع خاص آنتن و سناریوی کاربرد دارند.
تفاوت بین آنتن میکرواستریپ و آنتن پچ
آنتن میکرواستریپ و آنتن پچ دو آنتن کوچک رایج هستند. آنها تفاوتها و ویژگیهایی دارند:
۱. ساختار و طرحبندی:
- یک آنتن میکرواستریپ معمولاً از یک پچ میکرواستریپ و یک صفحه زمین تشکیل شده است. پچ میکرواستریپ به عنوان یک عنصر تابشی عمل میکند و از طریق یک خط میکرواستریپ به صفحه زمین متصل میشود.
- آنتنهای پچ عموماً پچهای هادی هستند که مستقیماً روی یک زیرلایه دیالکتریک حک میشوند و مانند آنتنهای میکرواستریپ نیازی به خطوط میکرواستریپ ندارند.
۲. اندازه و شکل:
- آنتنهای میکرواستریپ اندازه نسبتاً کوچکی دارند، اغلب در باندهای فرکانسی مایکروویو استفاده میشوند و طراحی انعطافپذیرتری دارند.
- آنتنهای پچ همچنین میتوانند به گونهای طراحی شوند که کوچکسازی شوند و در برخی موارد خاص، ابعاد آنها ممکن است کوچکتر باشد.
۳. محدوده فرکانس:
- محدوده فرکانس آنتنهای میکرواستریپ میتواند از صدها مگاهرتز تا چندین گیگاهرتز، با ویژگیهای پهنای باند خاص، متغیر باشد.
- آنتنهای پچ معمولاً در باندهای فرکانسی خاص عملکرد بهتری دارند و عموماً در کاربردهای فرکانسی خاص مورد استفاده قرار میگیرند.
۴. فرآیند تولید:
آنتنهای میکرواستریپ معمولاً با استفاده از فناوری برد مدار چاپی ساخته میشوند که میتوانند به صورت انبوه تولید شوند و هزینه پایینی دارند.
آنتنهای پچ معمولاً از مواد سیلیکونی یا سایر مواد خاص ساخته میشوند، الزامات پردازش خاصی دارند و برای تولید دستهای کوچک مناسب هستند.
۵. ویژگیهای قطبش:
آنتنهای میکرواستریپ را میتوان برای قطبش خطی یا قطبش دایرهای طراحی کرد که به آنها درجه خاصی از انعطافپذیری میدهد.
- مشخصههای قطبش آنتنهای پچ معمولاً به ساختار و طرح آنتن بستگی دارد و به اندازه آنتنهای میکرواستریپ انعطافپذیر نیست.
به طور کلی، آنتنهای میکرواستریپ و آنتنهای پچ از نظر ساختار، محدوده فرکانس و فرآیند تولید متفاوت هستند. انتخاب نوع آنتن مناسب باید بر اساس الزامات کاربردی خاص و ملاحظات طراحی باشد.
توصیههای محصول آنتن میکرواستریپ：
RM-MPA1725-9 (1.7-2.5 گیگاهرتز)
RM-MPA2225-9 (2.2-2.5 گیگاهرتز)
آر ام-MA۲۵۵۲۷-۲۲ (۲۵.۵-۲۷ گیگاهرتز)
RM-MA424435-22 (4.25-4.35 گیگاهرتز)
زمان ارسال: ۱۹ آوریل ۲۰۲۴
