Միկրոժապավենային անտենայի սնուցման մեթոդներ. Տեսակներ և ընտրություն

Ի՞նչ է միկրոշերտային անտենայի սնուցումը։

Սնուցողը միացնում է ՌՀ աղբյուրը կամ ընդունիչը ճառագայթող հատվածին՝ միաժամանակ համակարգի իմպեդանսը վերածելով անտենայի մուտքային իմպեդանսի: Գործնականում սնուցողը անտենայի մի մասն է, այլ ոչ թե առանձին մաս: Դրա երկրաչափությունը փոխում է հոսանքի բաշխումը, ռեզոնանսային հաճախականությունը, վերադարձի կորուստը, օգտագործելի թողունակությունը և անցանկալի ճառագայթումը:

Միկրոշերտային անտենային սնուցիչները սովորաբար բաժանվում են ուղիղ շփման մեթոդների և էլեկտրամագնիսական միացված մեթոդների: Միկրոշերտային գծային և կոաքսիալ զոնդային սնուցիչները ուղիղ էլեկտրական շփում են հաստատում կեղևի հետ: Ապերտուրային և մոտիկային միացված սնուցիչները էներգիան փոխանցում են էլեկտրամագնիսական միացման միջոցով և սովորաբար օգտագործում են մեկից ավելի հիմքային շերտ:

Չորս հիմնական միկրոշերտային անտենայի սնուցման մեթոդներ

1. Միկրոժապավենային գծի մատակարարում

Միկրոշերտային գծի մատակարարման դեպքում տպագիր փոխանցման գիծը միացված է անմիջապես կարկատանին: Գիծը և կարկատանը կարող են պատրաստվել նույն հիմքի վրա մեկ PCB գործընթացով, ինչը այս մեթոդը դարձնում է պարզ, ցածր պրոֆիլով և հարմար ցածր գնով արտադրության և բազմաթիվ տպագիր զանգվածների համար:

Իմպեդանսի համապատասխանեցումը կարող է կարգավորվել՝ փոխելով սնուցման գծի լայնությունը, օգտագործելով ներդիր, ավելացնելով քառորդ ալիքային տրանսֆորմատոր կամ օպտիմալացնելով գծի և միացման կետի միջև միացումը: Հիմնական սահմանափակումն այն է, որ սնուցման գիծը նույնպես ճառագայթում է: Այս կեղծ ճառագայթումը կարող է ազդել խաչաձև բևեռացման և ճառագայթման պատկերի վրա, հատկապես, երբ հիմքը համեմատաբար հաստ է կամ սնուցման ցանցը՝ երկար:

2. Կոաքսիալ զոնդի սնուցում

Կոաքսիալ զոնդի սնուցումը անցնում է հողանցման հարթության և հիմքի միջով: Կոաքսիալ արտաքին հաղորդիչը միացված է հողանցման հարթությանը, մինչդեռ ներքին հաղորդիչը՝ միացված է միացման կետին: Զոնդի դիրքը տեղաշարժելը հնարավորություն է տալիս ընտրել ցանկալի մուտքային դիմադրությունը՝ առանց ճառագայթող մակերեսին սնուցման գիծ տպելու:

Այս մեթոդը առաջարկում է սնուցման կետի ճկուն տեղադրում և ընդհանուր առմամբ ցածր սնուցման գծի ճառագայթում, սակայն այն պահանջում է հորատում և հուսալի էլեկտրական միացում: Երկար զոնդը ներմուծում է ինդուկտիվություն, ուստի աշխատանքը կարող է վատթարանալ էլեկտրականորեն հաստ հիմքերի կամ ավելի բարձր հաճախականությունների դեպքում: Հետևաբար, միակցիչի երկրաչափությունը, զոդման ծավալը և արտադրական հանդուրժողականությունը պետք է ներառվեն վերջնական մոդելում:

3. Ապերտուրային միացված սնուցում

Ապերով միացված սնուցող գիծը տեղադրում է փոխանցման գիծը հողանցման հարթության տակ, իսկ հատվածը՝ դրա վերևում: Էներգիան անցնում է հողանցման հարթության ճեղքով: Քանի որ հողանցման հարթությունը սնուցող ցանցը բաժանում է ճառագայթող հատվածից, այս դասավորությունը ապահովում է սնուցող-ռադիատորային լավ մեկուսացում և կարող է նվազեցնել անցանկալի սնուցող ճառագայթումը:

Ապերատորային կապը կարող է ապահովել ավելի լայն թողունակություն, քան շատ ուղիղ մատակարարումներ, սակայն այն պահանջում է բազմաշերտ կառուցվածք և գծի, ակոսի և հատվածի միջև ճշգրիտ դասավորություն։ Ապերատորային կապը կարող է ապահովել ավելի լայն թողունակություն, քան գծի, ակոսի և հատվածի միջև ճշգրիտ դասավորություն։

4. Մոտիկից միացված սնուցում

Մոտիկ միացված սնուցման դեպքում, որը կոչվում է նաև էլեկտրամագնիսական միացված սնուցում, միկրոշերտային գիծը տեղադրվում է կարկասի տակ և բաժանված է դրանից դիէլեկտրիկ շերտով: Գիծը ծածկում է կարկասի մի մասը, և էներգիան փոխանցվում է էլեկտրամագնիսական դաշտի միջոցով: Հողային հարթությունում ուղիղ էլեկտրական միացում և անցք չկա:

Համընկնման երկարությունը, գծի դիրքը, հիմքի հատկությունները և շերտի հաստությունը կարգավորում են կապը։ Այս մեթոդը կարող է ապահովել լայն իմպեդանսային թողունակություն և ցածր կեղծ ճառագայթում, սակայն երկշերտ կառուցվածքն ավելի հաստ է և ավելի զգայուն է դասավորության և կապման հանդուրժողականությունների նկատմամբ։

Միկրոժապավենային անտենայի սնուցման մեթոդների համեմատություն

Կերակրման մեթոդ	Տիպիկ թողունակության ներուժ	Արտադրություն	Սննդային ճառագայթում / մեկուսացում	Առավել հարմար է
Միկրոժապավենային գիծ	Նեղից մինչև միջին	Պարզ, միաշերտ PCB	Ավելի շատ սնուցման գծի ճառագայթում	Ցածր պրոֆիլով, մատչելի տպագրված դիզայններ և զանգվածներ
Կոաքսիալ զոնդ	Նեղից մինչև միջին	Հորատում և ուղղահայաց միացում	Ցածր սնուցման գծի ճառագայթում	Ճկուն միատարր սնուցման կետի կարգավորում
Ապերտուրային միացված	Միջինից մինչև լայն	Բազմաշերտ՝ անցքերի հավասարեցմամբ	Լավ կերերի մեկուսացում	Նախագծեր, որոնք պահանջում են մեկուսացում և ավելի լայն թողունակություն
Մոտիկության հետ կապված	Լայն	Բազմաշերտ՝ համընկնման հավասարեցմամբ	Ցածր կեղծ ճառագայթում	Լայնաշերտ դիզայն, որտեղ ավելացված հաստությունը ընդունելի է

Սրանք հարաբերական նախագծային միտումներ են, այլ ոչ թե ֆիքսված կատարողականի երաշխիքներ: Կտորի ձևը, հիմքի կորուստը, դիէլեկտրիկ հաստատունը, հաստությունը, հաճախականությունը, սնուցման ցանցի երկարությունը և արտադրական հանդուրժողականությունը կարող են փոխել արդյունքը:

Ինչպես ընտրել ճիշտ կերակրման մեթոդը

• Պահանջվող թողունակություն՝Նեղաշերտ համակարգերի համար հաճախ բավարար են ուղիղ սնուցումները: Ապերբերան կամ մոտիկության միացումը կարող է նախընտրելի լինել, երբ ավելի լայն իմպեդանսային թողունակությունը հիմնական պահանջ է:
• Պրոֆիլ և շերտերի քանակը՝Միկրոշերտային գծային սնուցումը կառուցվածքը պահում է բարակ և հեշտ արտադրվող։ Միացված սնուցումները պահանջում են լրացուցիչ շերտեր և հավասարեցում։
• Ճառագայթային մաքրություն՝Եթե ​​սնուցման ցանցի ճառագայթումը կամ առջևից հետ մեկուսացումը կարևոր են, ապա ապերտուրային միացված կառուցվածքը կարող է սնուցումը բաժանել հատվածից։
• Զանգվածային ինտեգրացիա՝Տպագիր միկրոշերտային ցանցերը հարմար են զանգվածների համար, սակայն գծային կորուստը և պարազիտային ճառագայթումը մեծանում են ցանցի երկարացմանը զուգընթաց։ Կորպորատիվ սնուցման դասավորությունը և ամպլիտուդային/փուլային հանդուրժողականությունը պետք է գնահատվեն միասին։
• Հաճախականություն և հանդուրժողականություն.Միլիմետրային ալիքային հաճախականությունների դեպքում միակցիչի անցումները, փորագրման հանդուրժողականությունը, հիմքի հաստությունը և գրանցման սխալները դառնում են էլեկտրականորեն նշանակալի։
• Հզորության և ջերմային սահմանաչափեր.Հաղորդչի կորուստը, դիէլեկտրիկ տաքացումը, միակցիչի հոսանքի խտությունը և տեղային դաշտի կոնցենտրացիան պետք է ստուգվեն նախատեսված հզորության մակարդակի համար։
• Արժեքը և կրկնելիությունը.Լավագույն սիմուլյացված թողունակությամբ դիզայնը կարող է լավագույն արտադրական ընտրությունը չլինել, եթե այն պահանջում է դժվար կապակցում կամ ամուր բազմաշերտ դասավորություն։

Ինչպես ընտրել կոաքսիալ զոնդի սնուցման կետ

Ճիշտ զոնդի դիրքը այն տեղն է, որը ցույց է տալիս նպատակային մուտքային իմպեդանսը՝ միաժամանակ գրգռելով նախատեսված ռեժիմը ընդունելի խաչաձև բևեռացմամբ: Այն չպետք է ավտոմատ կերպով ընտրվի կպչուն կետի կենտրոնում, առավելագույն էլեկտրական դաշտի կետում կամ առավելագույն հոսանքի կետում:

Իր հիմնարար ռեժիմով աշխատող ավանդական ուղղանկյուն կարկասի համար մուտքային դիմադրությունը սովորաբար բարձր է ճառագայթող եզրի մոտ և նվազում է, երբ սնուցիչը շարժվում է դեպի կենտրոն՝ ռեզոնանսային չափման երկայնքով: Եզրի և կենտրոնի միջև սովորաբար գտնվում է 50 օհմ կետ: Ճշգրիտ դիրքը կախված է կարկասի չափսերից, հիմքի հատկություններից, զոնդի տրամագծից, հողանցման հարթությունից, միակցիչից և մոտակա կառուցվածքներից:

1. Սկսեք հատվածի չափսերից՝ անհրաժեշտ ռեզոնանսային հաճախականության և բևեռացման համար։
2. Տեղադրեք զոնդը համապատասխան համաչափության գծի վրա՝ ցանկալի ռեժիմը գրգռելու և խաչաձև բևեռացված դաշտերը սահմանափակելու համար։
3. Լրիվ ալիքային էլեկտրամագնիսական մոդելում շեղումը ճառագայթող եզրից տեղափոխեք մինչև նպատակային իմպեդանսին և հետադարձ կորստին հասնեք։
4. Ներառեք կոաքսիալ անցումը, զոնդի ինդուկտիվությունը, զոդման հարթակը, վերջավոր հողանցման հարթությունը, պատյանը և ռադոմը, երբ դրանք վերջնական հավաքման մաս են կազմում։
5. Կառուցեք հիմքի հաստության, դիէլեկտրիկ հաստատունի, փորագրման և սնուցման դիրքի սխալի հանդուրժողականության մոդել։
6. Ստուգե՛ք պատրաստված անտենան տրամաչափված վեկտորային ցանցի վերլուծիչով և կարգավորե՛ք այն միայն չափման և մոդելավորման հենակետային հարթությունները համեմատելուց հետո։

Նախագծման և չափման ստուգումներ

Սննդի օպտիմալացումը պետք է ստուգվի մեկից ավելի S-պարամետրի արժեքի նկատմամբ: Ամբողջական վերանայումը սովորաբար ներառում է.

• Ռեզոնանսային հաճախականություն, S11, հետադարձի կորուստ, VSWR և իմպեդանսային թողունակություն։
• Իրական և կեղծ մուտքային դիմադրություն աշխատանքային տիրույթում։
• Ընդհանուր արդյունավետություն, իրականացված ուժեղացում և հաղորդչի/դիէլեկտրիկի կորուստ։
• Համատեղ բևեռացված և խաչաձև բևեռացված ճառագայթման պատկերները գլխավոր հարթություններում։
• Առջևի-ետևի հարաբերակցությունը, կողային բլթակները և սնուցող սարքի կամ միակցիչի պատճառով նախշի աղավաղումը։
• Հոսանքի բաշխումը և չնախատեսված մակերևութային ալիքի կամ ավելի բարձր կարգի ռեժիմների ապացույցները։
• Արդյունավետություն սպասվող ջերմաստիճանի, ռադոմի, պատյանի, մալուխների անցկացման և տեղադրման պայմաններում։

Դիմումներ

Միկրոշերտային անտենաներն ու մատրիցները օգտագործվում են անլար կապի տերմինալներում, արբանյակային և նավիգացիոն սարքավորումներում, ռադարային սենսորներում, հեռաչափության մեջ, աերոտիեզերական հարթակներում, փորձարկման համակարգերում և կոմպակտ ներդրված ռադիոհաճախականության արտադրանքներում: Սնուցման ճարտարապետությունը պետք է ընտրվի իրական համակարգի պահանջներին համապատասխան. պարզ տպագիր սնուցումը կարող է իդեալական լինել կոմպակտ նեղաշերտ միավորի համար, մինչդեռ միացված սնուցումը կարող է արդարացված լինել ավելի լայն թողունակության կամ ավելի ուժեղ մեկուսացման համար:

Հաճախակի տրվող հարցեր

Ո՞ր միկրոշերտային անտենայի սնուցման մեթոդն է ամենապարզը։

Միկրոշերտային գծային սնուցումը սովորաբար ամենապարզն է, քանի որ գիծը և կտորը կարող են տպագրվել նույն հիմքի վրա: Այն հեշտ է ինտեգրել հարթ սնուցման ցանցի հետ, չնայած սնուցման գծի ճառագայթումը պետք է վերահսկվի:

Ո՞ր սնուցման մեթոդն է ապահովում ամենալայն թողունակությունը։

Մոտիկության և ապերտուրայի միջոցով միացված հաղորդիչները, որպես կանոն, ավելի մեծ թողունակություն են ապահովում, քան հիմնական ուղիղ հաղորդիչները։ Իրական թողունակությունը դեռևս կախված է անտենայի ամբողջական երկրաչափությունից և հիմքի կույտից։

Ո՞ր կերն է ապահովում ճառագայթող հատվածից լավագույն մեկուսացումը:

Ապերտերային միացումը ապահովում է կառուցվածքային ամուր մեկուսացում, քանի որ սնուցման գիծը հատվածից բաժանվում է հողանցման հարթությամբ։ Ճեղքային արտահոսքը և հետադարձ ճառագայթումը դեռևս պետք է գնահատվեն։

Արդյո՞ք սնուցման կետը փոխում է ռեզոնանսային հաճախականությունը։

Դրա հիմնական նպատակը իմպեդանսի համապատասխանեցումն է, բայց զոնդը կամ գիծը նաև խանգարում են էլեկտրամագնիսական դաշտերին: Մեծ զոնդերը, երկար զոնդերը, ուժեղ միացումը կամ զգայուն դաշտի տիրույթին մոտ սնուցումը կարող են տեղաշարժել ինչպես ռեզոնանսը, այնպես էլ մուտքային իմպեդանսը:

Ո՞րն է տարբերությունը սնուցման և իմպեդանսի համապատասխանեցման միջև:

Սնուցումը նկարագրում է, թե ինչպես է ռադիոհաճախականության էներգիան մատակարարվում միացման կետին: Իմպեդանսի համապատասխանեցումը անտենայի մուտքը փոխանցման գծի հետ համատեղելի դարձնելու գործընթաց է, որը սովորաբար 50 օհմ է: Սնուցման դիրքը և երկրաչափությունը համապատասխանեցման կարևոր փոփոխականներ են, բայց կարող են օգտագործվել նաև լրացուցիչ տրանսֆորմատորներ, ներդիրներ, ստուբներ կամ համապատասխան ցանցեր:

Եզրակացություն

Միկրոշերտային անտենայի սնուցման ընտրությունը համակարգային մակարդակի որոշում է: Միկրոշերտային գծի և կոաքսիալ զոնդի սնուցումները նպաստում են պարզությանը և ուղիղ կարգավորմանը, մինչդեռ ապերտուրան և մոտիկության միացումը ապահովում են ավելի ուժեղ մեկուսացում կամ ավելի լայն թողունակություն՝ լրացուցիչ շերտերի և ավելի խիստ արտադրության վերահսկողության գնով: Վերջնական կատարողականը միշտ պետք է հաստատվի լիալիքային մոդելավորմամբ, հանդուրժողականության վերլուծությամբ և տրամաչափված չափումներով:

Միկրոժապավենային անտենայի արտադրանքի առաջարկություններ

Ուսումնասիրեք RF MISO-նմիկրոշերտային անտենային արտադրանքներքևում, կամկապվեք մեր ինժեներական թիմի հետքննարկել հաճախականության տիրույթը, ուժեղացումը, բևեռացումը, ինտերֆեյսը և ինտեգրման պահանջները։