Teknologi Microwave - Pilih penambah kanan untuk desain antena aktif

Industri kereta sedang berubah ke penggunaan modul antena jauh dan jerung pada skala besar untuk mencapai komunikasi tanah dan satelit yang bersatu. Kerana struktur antena kompak dan lokasi jauh unit radio, modul fin hiu memerlukan prestasi tinggi, penyampai suara yang sangat terintegrasi dan rendah (LNAs) untuk optimumkan prestasi antena. Sebelum popularitas antena fin hiu, teknologi utama adalah antena kaca (struktur antena planar dicetak pada kaca tetingkap). Antena kaca masih akan digunakan secara luas, biasanya di tetingkap belakang atau sebelah kereta. Oleh itu, antena ini, seperti antena ikan hiu, ditempatkan di ujung jauh unit radio dan biasanya menggunakan LNA setempat untuk meningkatkan prestasi. Kerana LNA digunakan dalam rancangan ikan hiu dan antena kaca, antena aktif telah menjadi teknologi yang sangat popular dalam kenderaan modern.

Masalah antena jauh

Apabila antena ditemui di hujung jauh, ia akan mempunyai kesan berbeza pada prestasi menurut aplikasi khusus. Dalam band FM, antena biasanya sepadan dengan kabel RF impedance 50 Ω atau 75 Ω untuk menyokong penghantaran kuasa. Namun, angka bunyi meningkat secara proporsi dengan kehilangan kabel antara antena dan penerima. Untuk kabel yang lebih panjang, nilai tambahan nombor bunyi boleh melebihi 1dB, yang menyebabkan tingkat yang sama pengurangan sensitiviti. Letakkan LNA antara antena dan kabel boleh mengurangkan kesan ini.

Dalam band AM, pengaruh kedudukan akhir jauh antena pada prestasi berbeza, walaupun hasil akhir adalah untuk mengurangi sensitifitas. Impedansi sumber antena AM biasa sangat tinggi, yang sering dipodelkan sebagai kapasitasi berantai. Nilai kapasitasi adalah antara 3pf dan 100pF. Nilai kapasitasi khusus berkaitan dengan struktur. Kapensiti parasit selari dalam kabel yang menyambung antena dan penerima membentuk pembahagi tensi kapasitif dengan kapasitasi sumber. Kapensiti parasit selari kabel yang lebih panjang mungkin setinggi 100pF, yang mungkin sangat mengurangi isyarat. Letakkan LNA dengan input impedance tinggi dan output impedance rendah antara antena dan kabel boleh meningkatkan prestasi penghantaran isyarat. Dalam band frekuensi operasi AM dan FM, meningkatkan aras isyarat di antena melalui LNA jauh boleh mengurangkan sensitiviti kepada bunyi persekitaran yang ditangkap oleh kabel dan membuat skema radio lebih dipercayai.

Skema antena aktif umum

Perkara prestasi dan fungsi antena aktif bergantung pada aplikasi khusus. Beberapa skema antena aktif memerlukan kawalan gaji automatik (AGC), sementara yang lain menggunakan LNA gaji tetap untuk mendapatkan kos; Beberapa skema menyediakan tenaga bekalan kuasa yang terkawal untuk antena aktif, tetapi kebanyakan masih bekerja dengan bateri; Beberapa rancangan memerlukan keuntungan yang sangat tinggi, sementara yang lain mungkin sangat sensitif kepada ambang AGC. Oleh itu, cabaran bekalan tenaga antena adalah bagaimana untuk memenuhi pelbagai keperluan industri tanpa mengesankan semula skema pecahan atau menggunakan IC mahal (komponen aktif dan pasif luaran masih diperlukan).

Beberapa pembuat menyediakan penyelesaian AM / FM terpasang untuk antena aktif. Malangnya, ini sering memerlukan dioda pin luar dan bekalan kuasa yang diatur untuk AGC. Jika bateri digunakan, transistor penghantaran luaran diperlukan (Fig. 1).Pilih penambah kanan untuk reka antena aktif

Komponen luaran meningkatkan kos dan meningkatkan saiz skema, dan kepekatan ia sedikit lebih baik daripada rancangan bahagian. Selain saiz fizikal besar, kelemahan lain ialah jika keuntungan yang diperlukan, tenaga bekalan atau perubahan saiz keseluruhan, papan sirkuit mungkin perlu ditujukan semula. Ini memerlukan lebih banyak sumber desain yang sudah kurang. Dalam kes sumber dan ruang terbatas, penyelesaian ideal bagi penyedia antena mesti berfungsi tinggi, harga rendah dan IC yang sangat fleksibel, dan boleh dengan mudah memenuhi kebutuhan berbeza tanpa mendesain semula, perubahan BOM atau perubahan papan sirkuit.

Skema antena aktif ideal

Max2180a adalah contoh skema desain antena aktif semacam ini. Ia adalah penguasa bunyi rendah AM / FM dengan konfigurasi aplikasi pilihan. Max2180a mengadopsi proses CMOS tekanan tinggi eksklusif, mengintegrasikan am, FM, AGC dan pengatur tekanan tinggi. Maksimum 2180a menghapuskan dioda pin luaran dan pengatur luaran atau transistor penghantaran, mengurangkan saiz keseluruhan skema antena. Max2180a mengadopsi pakej TQFP, 4mm x 4mm, yang mudah dipasang dengan modul antena.

Laluan isyarat AM dan FM termasuk keuntungan yang boleh disesuaikan dan ambang AGC untuk meningkatkan fleksibiliti dan sokongan sambungan tanpa henti bagi tuner turun pautan. Nilai pendapatan dan titik pemicu AGC ini boleh ditetapkan melalui pins luaran untuk menyokong pelaksanaan cepat konfigurasi berbeza pada papan PC yang sama (Figure 2).

Selain itu, max2180a menyokong tegangan operasi yang rendah seperti 6V (Figure 3), menjadikannya ideal untuk kenderaan dengan teknologi hentian permulaan. Pada masa ini, terdapat titik tekanan yang besar sementara apabila enjin dimulakan. Sebelum ini, tekanan sag adalah masalah yang tidak signifikan, kerana apabila kereta dimulakan, sistem elektrik akan menyimpan tekanan bekalan 14V relatif konstan. Jika teknologi hentian permulaan baru digunakan, enjin akan dimatikan secara automatik bila kereta tidak bergerak. Enjin mesti dimulakan semula sering, dan unit radio mesti berfungsi secara biasa semasa dimulakan berulang-ulang dan jatuh sementara tenaga bekalan kuasa peranti.

Kertas ini fokus pada cabaran yang dihadapi oleh penerbangan cepat antena aktif dalam aplikasi kenderaan di bawah persekitaran penurunan terus menerus kawasan dan keperluan berbeza. Solusi ideal untuk memenuhi cabaran tersebut diperkenalkan: mengintegrasikan semua komponen aktif dan berbilang pasif dalam solusi. Skema menggunakan pin pemilihan untuk menetapkan parameter dalaman utama, yang meningkatkan fleksibiliti, dan tekanan kerja menyokong kenderaan dengan teknologi hentian permulaan baru.