Teknologi Microwave - Teknologi Antena PCB frekuensi tinggi Microwave tutorial dan penelitian

Microwave - Antena PCB frekuensi tinggi dan array antena mikrowave frekuensi tinggi adalah "mata dan telinga" semua sistem tanpa wayar. Menurut Piawai IEEE (145-1983), antena boleh ditakrif sebagai "peranti untuk menghantar dan menerima gelombang radio". Antena berkhidmat sebagai pengubah diantara penghantar dan ruang bebas atau diantara medium dan penerima. Dengan cara yang luas, antena boleh dibahagi menjadi tiga kategori, iaitu isotrop, omnidirektional dan arah. Antena isotropik adalah konsep hipotetik unit gain dalam semua arah. Ia berkhidmat sebagai tanda rujukan yang mana elemen antena sebenar diukur. @ info Antena omnidirektional adalah pelaksanaan terdekat antena isotropik dengan keuntungan hampir konstan dalam pesawat rujukan (azimuth atau tinggi) dan digunakan secara luas dalam aplikasi siaran. Antena arah, dengan kekuatan arah tinggi dan corak radiasi sempit (sinar), diinginkan untuk aplikasi seperti pengesan radio dan jangkauan (radar) dan komunikasi titik-titik.

Pada tahun 1830, Michael Faraday memperkenalkan antena cincin sebagai sebahagian daripada eksperimennya untuk mempelajari pasangan medan elektrik dan magnetik. Kemudian, Heinrich Hertz menemukan gelombang elektromagnetik dan antena dipol direka. Pada tahun 1901, Guglielmo Marconi menghantar mesej di atas Atlantik menggunakan garis tanah langsung menegak berbilang. Ini adalah penggunaan pertama dari array antena gelombang mikro. Maxwell menulis koleksi pertama kertas tentang teori EM, dipostulkan oleh Oersted, Faraday, Gauss, dan lain-lain, dan biasanya dikenali sebagai persamaan Maxwell. Menurut Maxwell, mana-mana muatan yang mempercepat radiasi, jadi antena boleh ditakrif sebagai peranti EM yang mengawal aliran semasa berbeza masa. Ini menghasilkan radiasi elektromagnetik.

Struktur antena frekuensi tinggi mikrogelombang boleh dianggap mempunyai tiga bahagian, iaitu generator elektromagnetik, struktur panduan dan kawasan transisi. Hasil kaedah unsur terbatas (FEM) simulasi antena tanduk menunjukkan aliran tenaga RF dalam bahagian yang sepadan. Penjana EM memasukkan gelombang EM ke dalam struktur panduan (input ke tanduk) dan kemudian mengarahkannya ke kawasan transisi. Kawasan transisi adalah pengubah yang sepadan yang sepadan dengan impedance wayar ke 377 ohm (impedance ruang bebas). Gelombang EM melarikan diri dari kawasan transisi ke ruang bebas, dengan itu menyebabkan radiasi antena. Walaupun senarai jenis antena yang ada terlalu besar untuk disambungkan di sini, beberapa daripada mereka akan dipilih dan dibahas berdasarkan aplikasi komersial dan tentera mereka.

Pangkalan antena mikrogelombang frekuensi tinggi

Parameter Kualiti Antena (AQP)

Antena boleh dijelaskan secara kuantitatif dalam terma parameter ruang dan sirkuit. AQP menentukan ciri-ciri radiasi dan ciri-ciri impedance antena berdasarkan, dan mereka disenaraikan sebagai berikut:

1. Peningkatan antena, G dan arah (peningkatan arah), D

2. Suhu antena, T

3. Keperlawanan radiasi, R

4. Lebar cahaya setengah kuasa, lebar jalur 3dB

5. Arah, arah pengawasan atau sudut imbas

6. Karakteristik aras lob sisi (SLL), seperti puncak SLL (PSLL), rata-rata SLL (ASLL).

7. Ciri-ciri polarisasi salib (X-Pol)

8. Nisbah Paksi (AR)

G mengukur arah corak antena dengan rujukan kepada antena isotropik (G = 1), jadi DBI (untuk isotropik I) boleh diukur. Ia berbeza dari D dalam ia mempertimbangkan berbagai kerugian dalam konduktor, ruang (radiasi) dan konduktor (dielektrik atau udara) dan tidak termasuk dalam pendapatan arah D. Jadi G sentiasa kurang daripada D. BW 3dB adalah jarak sudut antara dua -- 3dB titik dari nilai maksimum atau puncak bagi sinar utama dalam diagram radiasi. Arah penglihatan menentukan arah yang mana cahaya utama bagi titik corak antena apabila tatasusunan diimbas secara mekanik (menggunakan servomotor) atau secara elektronik (dengan menggunakan secara digital pergerakan fasa ke unsur tatasusunan). Antena mikrogelombang frekuensi tinggi yang ideal tidak mempunyai lob sisi. Bagaimanapun, disebabkan sifat terbatas pesawat tanah antena, disebabkan panjang fasa dan gangguan pembatalan diantara arus semasa mengalir ke arah depan dan balik, pembatalan semasa di terbuka antena akan dicampur dari pinggir terbatas, yang menyebabkan bentuk lob sisi. Sampul lob sisi boleh diukur oleh PSLL, ASLL dan root-mean-square (RMS) SLL dengan rujukan kepada ukuran ML. Aras polarizasi salib (X-Pol) menentukan aras intensiti radiasi dalam pesawat yang ortogonal ke pesawat polarizasi yang diinginkan; Oleh itu, untuk antena yang dipolerasikan secara mengufuk, X-Pol dipolerasikan secara menegak. Pesawat polarizasi menentukan pesawat yang mengandungi vektor medan elektrik. @ info: whatsthis AR kuantifikasikan polarisasi antena. Pempolarizasi boleh eliptik, bulat (AR 㢢0 dB) atau linear (AR㢢¢¢).

Klasifikasi Antena Mikrowel Frekuensi Tinggi

Ia termasuk antena wayar, antena gelombang perjalanan, antena reflektor, antena microstrip, antena log-periodik, antena terbuka, dan antena lain seperti antena komunikasi lapangan (NFC) dan antena fraktal. Bergantung pada jenis, keuntungan unsur antena tunggal boleh berlawanan dari 0 dBi (unipolar) hingga 10-12 dBi (contohnya, antena slot tapered dan antena helikal). Kategori boleh dipilih untuk aplikasi tertentu berdasarkan spesifikasi seperti pengendalian kuasa, G, SLL, saiz, berat badan dan volum. Contohnya, antena radio astronomi memerlukan keuntungan yang sangat tinggi dan kemampuan pemprosesan kuasa tinggi, dan memerlukan pemasangan terbuka di kawasan besar yang terkena keadaan topologi dan persekitaran yang berbeza dan sering berat. Keperluan ini biasanya dipenuhi dengan tata antena reflektor. Dirancang untuk plateau dengan harta real estate terbatas, HAPS HAPS 2 antena microstrip berguna untuk jet petarung, berat ringan, saiz kompat, dan muat dalam alam. Antena gelombang perjalanan dan antena log-periodik berguna untuk aplikasi pemprosesan kuasa yang sangat luas dan ultra luas.

Antena fraktal boleh digunakan untuk menyedari struktur antena terbenam di dalam telefon bimbit. Antena pelipat terbalik planar (PIFA) adalah struktur yang baik untuk aplikasi antena konformis yang boleh dipakai. Arrej antena boleh digunakan untuk aplikasi seperti radar, di mana keuntungan yang lebih tinggi diperlukan untuk pengesan dalam julat lebih panjang, dan sinar arah, di mana pengesan sasaran diperlukan.

Arrej antena frekuensi tinggi gelombang mikro boleh dibahagi ke tiga kategori luas:

Array antena linear (LAA), yang terdiri dari kumpulan unsur antena satu-dimensi. Array antena planar (PAA), yang terdiri dari kumpulan dua-dimensi unsur antena. Array antena konformis (CAA) terdiri dari array konformis dari satu - atau dua-dimensi cluster unsur antena yang diatur pada permukaan. Samaiyar membincangkan aplikasi array antena frekuensi tinggi mikrogelombang dalam melaksanakan penghantaran dan menerima operasi pada 5.8GHz dalam band ISM. Canyons dalam, dll.