Antena vai antena radiotehnikā ir specializēta devējs , ko veido virkne vadītāju, kas ir elektriski savienoti ar raidītāju vai uztvērēju. Antenas galvenā funkcija ir vienādi pārraidīt un uztvert radioviļņus visos horizontālajos virzienos. Antenas ir pieejamas dažādos veidos un formās. Mazās antenas var atrast uz māju jumta, lai skatītos televizoru, un lielās antenas uztver signālus no dažādiem satelītiem, kas atrodas miljoniem jūdžu attālumā. Antenas pārvietojas vertikāli un horizontāli, lai uztvertu un pārraidītu signālu. Tur ir dažāda veida antenas pieejams, piemēram, diafragmas atvērums, stieple, objektīvs, atstarotājs, mikrosloksne, žurnālu periodiskums, masīvs un daudz kas cits. Šajā rakstā ir apskatīts pārskats par mikrosloksnes antena .
Mikrojoslas antenas definīcija
Antenu, kas veidota, vienkārši iegravējot vadoša materiāla gabalu virs dielektriskās virsmas, sauc par mikrosloksnes antenu vai plākstera antenu. Šīs mikrosloksnes antenas zemes plaknē ir uzstādīts dielektriskais materiāls, kur šī plakne atbalsta visu konstrukciju. Turklāt šīs antenas ierosmi var nodrošināt ar padeves līnijām, kas ir savienotas ar plāksteri. Parasti šīs antenas tiek uzskatītas par zema profila antenām, ko izmanto mikroviļņu frekvences lietojumos, kuru frekvence pārsniedz 100 MHz.
Antenas mikrosloksni/plāksteri var izvēlēties taisnstūrveida, kvadrātveida, eliptisku un apļveida, lai atvieglotu analīzi un izgatavošanu. Dažas mikrosloksnes antenas neizmanto dielektrisku substrātu, bet tās ir izgatavotas ar metāla plāksteri, kas ir uzstādīts uz iezemētās plates ar dielektriskiem starplikām; tādējādi iegūtais veidojums ir mazāk spēcīgs, bet tā joslas platums ir plašāks.
Mikrosloksnes antenas konstrukcija
Mikrosloksnes antenas konstrukciju var veikt ar īpaši plānas metāla sloksnes palīdzību, izvietojot to uz iezemētās plaknes starp dielektrisko materiālu. Šeit dielektriskais materiāls ir substrāts, ko izmanto sloksnes atdalīšanai no iezemētās plaknes. Kad šī antena ir satraukta, dielektrikā radītie viļņi tiek atstaroti, un enerģija, kas izstaro no metāla plākstera malām, ir ļoti zema. Šīs antenas formas tiek identificētas pēc metāla plākstera formas, kas izvietota uz dielektriskā materiāla.
Parasti sloksne/plāksteris un padeves līnijas ir fotogravētas uz pamatnes virsmas. Ir dažādas mikrosloksnes antenas formas, piemēram, kvadrātveida, dipola, taisnstūrveida, apļveida, elipsveida un dipola. Mēs zinām, ka ielāpus var veidot dažādās formās, taču, tā kā izgatavošana ir vienkārša, parasti tiek izmantoti apļveida, kvadrātveida un taisnstūra formas ielāpi.
Mikrosloksnes antenas var veidot arī ar dažādu plāksteru grupu virs dielektriskā substrāta. Mikrosloksnes antenas ierosināšanai tiek izmantota viena vai vairākas barošanas līnijas. Tātad mikrosloksnes elementu bloku klātbūtne nodrošina labāku virzību, augstu pastiprinājumu un palielinātu pārraides diapazonu ar zemiem traucējumiem.
Microstrip antenas darbība
Mikrosloksnes antena darbojas kā; ikreiz, kad strāva visā padeves līnijā nonāk pie mikrosloksnes antenas lentes, tiek radīti elektromagnētiskie viļņi. Tātad šie viļņi no plākstera sāks izstarot no platuma puses. Tomēr, ja sloksnes biezums ir ļoti mazs, substrātā radītie viļņi tiks atspoguļoti caur sloksnes malu. Pastāvīgā sloksnes struktūra visā garumā nepieļauj starojuma emisiju.
Mikrosloksnes antenas zemā izstarojuma spēja ļauj aptvert tikai viļņu pārraidi nelielos attālumos, piemēram, veikalos, iekštelpās vai vietējos birojos. Tāpēc šī neefektīvā viļņu pārraide nav pieņemama centralizētā vietā ļoti lielā teritorijā. Parasti puslodes formas pārklājumu nodrošina plākstera antena 30⁰ – 180⁰ leņķī attālumā no stiprinājuma.
Mikrosloksnes antenas specifikācijas
Mikrosloksnes antenas specifikācijās ir iekļautas šādas specifikācijas.
- Tā rezonanses frekvence ir 1,176 GHz.
- Mikrosloksnes antenas frekvenču diapazons ir no 2,26 GHz līdz 2,38 GHz.
- Substrāta dielektriskā konstante ir 5,9.
- Dielektriskā substrāta augstums ir 635 um.
- Barošanas metode ir mikrosloksnes līnijas padeve.
- Zaudējumu tangenss ir 0,00 12.
- Diriģents ir sudrabs.
- Vada biezums ir 25 um.
- Tās joslas platums ir ± 10 GHz.
- Tā pastiprinājums pārsniedz 5 dB.
- Tās aksiālā attiecība ir mazāka par 4 dB.
- Tā atdeves zudums ir labāks par 15 dB.
Mikrosloksnes antenu veidi
Ir pieejami dažādi mikroslokšņu antenu veidi, kas ir apskatīti tālāk.
Microstrip Patch Antena
Šāda veida antenas ir zema profila antenas, kurās metāla plāksteris ir izvietots zemes līmenī, izmantojot dielektrisku materiālu, kas sastāv no lentes (vai plākstera antenas). Šīs antenas ir ārkārtīgi maza izmēra antenas ar zemu starojumu. Šī antena ietver izstarojošu plāksteri vienā dielektriskā substrāta pusē, bet otrā pusē tai ir iezemētā plakne.
Parasti plāksteris ir izgatavots no vadoša materiāla, piemēram, zelta vai vara. Šāda veida antenas var izveidot ar mikrosloksnes metodi, vienkārši izgatavojot uz PCB. Šīs antenas izmanto mikroviļņu frekvencēs, kuru frekvence pārsniedz 100 MHz.
Mikrosloksnes dipola antena
Mikrosloksne dipola antena ir plāns mikrosloksnes vadītājs un tiek novietots uz pamatnes faktiskās daļas, un tas ir pilnībā pārklāts ar metālu vienā pusē, kas pazīstama kā iezemētā plakne. Šīs antenas tiek izmantotas digitālās sakaru ierīcēs, piemēram, datoros un WLAN mezglos. Šāda veida antenas platums ir mazs, tāpēc to var izmantot WLAN sistēmas sākuma punktā.
Apdrukāta slota antena
Apdrukātai slota antenai ir galvenā loma antenas joslas platuma palielināšanā ar starojuma modeļiem abos virzienos. Šīs antenas jutība ir zema salīdzinājumā ar parastajām antenām. Šīs antenas ir nepieciešamas visā padeves līnijā, kas ir izvietota pretēji substrātam un vertikāli pret spraugas asi, kas atrodas virs plākstera.
Mikrojoslas ceļojošā viļņu antena
Microstrip ceļojošo viļņu antenas galvenokārt ir konstruētas ar garu Microstrip līniju ar pietiekamu platumu, lai atbalstītu TE savienojumu. Šāda veida mikroshēmu antenas ir konstruētas tā, lai lielais stars atrodas jebkurā maršrutā no malas līdz galam.
Mikrosloksnes antenas barošanas metodes
Mikrosloksnes antenai ir divas barošanas metodes; kontakta barība un bezkontakta barība, kas ir apskatītas tālāk.
Sazināšanās ar plūsmu
Jauda kontaktbarībā tiek nodrošināta tieši izstarojošajam elementam. Tātad to var izdarīt ar koaksiālo līniju/mikrosloksni. Šāda veida barošanas metode atkal tiek iedalīta divos veidos; Mikrosloksnes padeve un koaksiālā padeve ir aplūkota tālāk.
Mikrosloksnes padeve
Mikrosloksnes padeve ir vadoša sloksne, kuras platums ir ļoti mazs nekā izstarojošā elementa platums. Padeves līnija nodrošina vienkāršu kodināšanu virs pamatnes, jo sloksnei ir plānāki izmēri. Šāda veida barības izkārtojuma priekšrocība ir; ka padevi var iegravēt uz līdzīga substrāta, lai piedāvātu plakanu struktūru. Padeves līnija pret struktūru tiek nodrošināta vai nu vidū, nobīde vai ielaidumā. Plākstera iekšienē veiktā iegriezuma galvenais mērķis ir saskaņot padeves līnijas pretestību ar plāksteri, neprasot nekādus papildu saskaņošanas elementus.
Koaksiālā padeve
Šī barošanas metode ir visbiežāk izmantotais veids, un tā ir neplanāra barošanas metode, kurā plākstera padevei tiek izmantots z koaksiālais kabelis. Šī barošanas metode tiek dota mikrosloksnes antenai tādā veidā, ka iekšējais vadītājs ir tieši savienots ar plāksteri, bet ārējais vadītājs ir savienots ar iezemējuma plakni.
Pretestība mainīsies, mainoties koaksiālās padeves izvietojumam. Kad padeves līnija ir pievienota jebkurā vietā plāksterā, tādējādi tiek nodrošināta pretestības saskaņošana. Tomēr padeves līnija, kas savieno visu iezemēto plakni, ir nedaudz sarežģīta, jo tam būs jāizurbj caurums substrātā. Šo barošanas metodi ir ļoti vienkārši izgatavot, un tai ir mazāk neīstā starojuma. Bet tā galvenais trūkums ir tas, ka tas ir savienots ar iezemētās plaknes savienotāju.
Bezkontakta plūsma
Jauda tiek dota izstarojošajam elementam no padeves līnijas ar elektromagnētisko savienojumu. Šīs barošanas metodes ir pieejamas trīs veidos; savienota ar apertūru, savienota ar tuvumu un atzarojuma līnijas padeve.
Apertūras savienotā padeve
Diafragmas padeves tehnika ietver divus dielektriskus substrātus, piemēram, antenas dielektrisko substrātu, un padeves dielektrisko substrātu, kas ir sadalīti vienkārši caur iezemēto plakni un kuru vidū ir sprauga. Metāla plāksteris atrodas virs antenas substrāta, savukārt iezemētā plakne atrodas citā antenas dielektriķa virsmā. Lai nodrošinātu izolāciju, padeves līnija un padeves dielektriķis atrodas iezemētās plaknes citā pusē.
Šis barošanas paņēmiens nodrošina izcilu polarizācijas tīrību, kas nav sasniedzama ar citām barošanas metodēm. Apertūras pāra padeve nodrošina lielu joslas platumu un ir ļoti noderīga lietojumprogrammās, kurās mēs nevēlamies izmantot vadus no viena slāņa uz otru. Šīs barošanas tehnikas galvenais trūkums ir tas, ka tai ir nepieciešama daudzslāņu izgatavošana.
Proximity Coupled Feed
Ar tuvumu savienoto padevi sauc arī par netiešo padevi, ja nav iezemētās plaknes. Salīdzinot ar ar apertūru savienotu barošanas antenu, to ir ļoti vienkārši izgatavot. Antenas vadošajā virsmā ir slots, un savienojums tiek nodrošināts ar mikrosloksnes līniju.
Šī barošanas metode nodrošina zemu neīsto starojumu un milzīgu joslas platumu. Padeves līnija šajā metodē atrodas starp diviem dielektriskiem substrātiem. Barošanas līnijas mala ir izvietota jebkurā vietā, kur mikrosloksnes antenas ieejas pretestība ir 50 omi. Šai barošanas tehnikai ir uzlabota joslas platuma efektivitāte, salīdzinot ar cita veida metodēm. Šīs tehnikas galvenais trūkums ir: ka ir iespējama daudzslāņu izgatavošana un tas nodrošina sliktu polarizācijas tīrību.
Branch Line Feed
Atzarojuma līnijas padeves tehnikā vadoša sloksne ir tieši savienota ar mikrosloksnes plākstera malu. Salīdzinot ar plāksteri, vadošās sloksnes platums ir mazāks. Šīs barošanas tehnikas galvenā priekšrocība ir; ka padeve ir iegravēta uz līdzīga substrāta, lai iegūtu plakanu struktūru.
Plāksteri var integrēt iestrādātu griezumu, lai iegūtu izcilu pretestības saskaņošanu, neprasot nekādu papildu saskaņošanas elementu. To var panākt, pareizi kontrolējot ieliktņa pozīciju, pretējā gadījumā mēs varam izgriezt slotu un izgravēt to no plākstera ar piemērotu izmēru. Turklāt šī barošanas tehnika tiek izmantota un tiek saukta par atzarojuma līnijas padeves tehniku.
Mikrosloksnes antenas starojuma modelis
Antenas starojuma īpašību grafiskais attēlojums ir pazīstams kā starojuma modelis, kas izskaidro, kā antena izstaro enerģiju kosmosā. Jaudas izmaiņas kā ierašanās leņķa funkcija tiek uzraudzīta antenas tālajā laukā.
Mikrosloksnes antenas starojuma shēma ir plaša, un tai ir mazāka starojuma jauda un šaura frekvence BW. Zemāk ir parādīts mikrosloksnes antenas starojuma modelis, kuram ir mazāka virzība. Izmantojot šīs antenas, var izveidot masīvu ar izcilu virzienu.
Raksturlielumi
The mikrosloksnes antenas īpašības iekļaujiet tālāk norādīto.
- Mikrosloksnes antenas plāksterim jābūt īpaši plānam vadošam apgabalam.
- Salīdzinot ar ielāpu, iezemētajai plaknei vajadzētu būt diezgan lieliem izmēriem.
- Fotogravēšana uz pamatnes tiek veikta, lai izveidotu izstarojošo elementu un padeves līnijas.
- Biezs dielektriskais substrāts pēc dielektriskās konstantes diapazonā no 2,2 līdz 12 nodrošina izcilu antenas veiktspēju.
- Mikrosloksnes elementu bloki mikrosloksnes antenas dizainā piedāvā izcilu virzību.
- Mikrosloksnes antenas piedāvā lielu staru kūļa platumu.
- Šī antena nodrošina īpaši augstas kvalitātes faktorus, jo augsts Q koeficients rada zemu efektivitāti un nelielu joslas platumu. Bet to var kompensēt, vienkārši palielinot pamatnes platumu. Tomēr platuma palielināšana, pārsniedzot noteiktu robežu, radīs nevajadzīgu jaudas zudumu.
Priekšrocības un trūkumi
The mikrosloksnes antenas priekšrocības iekļaujiet tālāk norādīto.
- Mikrosloksnes antenas ir ļoti mazas.
- Šīs antenas svars ir mazāks.
- Ražošanas procedūra, ko nodrošina šī antena, ir vienkārša.
- Tā uzstādīšana ir ļoti vienkārša tā mazā izmēra un apjoma dēļ.
- Tā piedāvā vienkāršu integrāciju ar citām ierīcēm.
- Šī antena var veikt dubultās un trīsfrekvences darbības.
- Šos antenu blokus var viegli izveidot.
- Šī antena nodrošina augstu robustumu virs spēcīgām virsmām.
- To ir vienkārši izgatavot, pielāgot un pārveidot..
- Šai antenai ir vienkārša un zemu izmaksu konstrukcija.
- Šajā antenā ir iespējama lineāra un cirkulāra polarizācija.
- Tas ir piemērots masīvu antenām.
- Tas ir saderīgs ar monolītajām mikroviļņu IC.
- Joslas platumu var paplašināt, vienkārši uzlabojot dielektriskā materiāla platumu.
The mikroslokšņu antenu trūkumi iekļaujiet tālāk norādīto.
- Šī antena nodrošina mazāku pastiprinājumu.
- Šāda veida antenu efektivitāte ir zema vadītāju un dielektrisko zudumu dēļ.
- Šai antenai ir augsts šķērspolarizācijas starojuma diapazons.
- Šīs antenas jaudas apstrādes jauda ir zema.
- Tam ir mazāks pretestības joslas platums.
- Šīs antenas struktūra izstaro padeves un citus savienojuma punktus.
- Šī antena ir ļoti jutīga pret ekoloģiskiem faktoriem.
- Šīs antenas ir vairāk pakļautas viltotai barošanas starojumam.
- Šai antenai ir vairāk vadītāju un dielektrisko zudumu.
Lietojumprogrammas
The izmanto vai mikroslokšņu antenu pielietojumi iekļaujiet tālāk norādīto.
- Mikrosloksnes antenas ir izmantojamas dažādās jomās; raķetēs, satelīti , kosmosa kuģi, lidmašīnas, bezvadu sakaru sistēmas, mobilie tālruņi, attālā uzrāde un radari.
- Šīs antenas tiek izmantotas bezvadu sakaros. lai parādītu saderību ar rokas ierīcēm, piemēram, mobilajiem tālruņiem un peidžeriem.
- Tās tiek izmantotas uz raķetēm kā sakaru antenas.
- Šīm antenām ir mazs izmērs, tāpēc tās tiek izmantotas mikroviļņu un satelītu sakaru lietojumprogrammās.
- GPS ir viena no galvenajām mikroslokšņu antenu priekšrocībām, jo tas nodrošina vieglu transportlīdzekļu un jūras kājnieku izsekošanu.
- Tie tiek izmantoti fāzētajā masīvā radari lai apstrādātu joslas platuma pielaidi, kas vienāda ar dažiem procentiem.
Kā uzlabot mikrojoslas antenas joslas platumu?
Mikrosloksnes antenas joslas platumu var palielināt, izmantojot dažādas metodes, piemēram, substrāta biezuma palielināšanu ar zemu dielektrisko konstanti, spraugu griešanu, zondes padevi caur iegriezumiem un dažādu veidu antenām.
Kāpēc mikrosloksnes antenas izstaro?
Mikrosloksnes plākstera antenas izstaro galvenokārt malu laukumu dēļ starp plākstera malu un iezemēto plakni.
Kā palielināt mikrosloksnes antenas pastiprinājumu?
Mikrosloksnes antenas pastiprinājumu var palielināt ar parazītu plāksteri un gaisa spraugu starp padeves plāksteri un zemes plakni.
Tādējādi tas ir mikrosloksnes antenas pārskats , darbs un tā lietojumprogrammas. Šī antena ir diezgan moderns izgudrojums, kas ļauj ērti integrēt antenu un citas sakaru sistēmas piedziņas shēmas kopējā PCB (vai) pusvadītāju mikroshēmā. Tos plaši izmanto plašā pašreizējo mikroviļņu sistēmu klāstā gigahercu diapazonā. Šīs antenas galvenās priekšrocības ir: viegls, zemas izmaksas, konformālas formas un savietojamība ar monolītajām un hibrīdajām mikroviļņu IC. Šeit ir jautājums jums, kas ir a dipola antena ?
