В этом примере показано, как создавать, моделировать и анализировать микрополосковую антенну с вставным питанием на высоких частотах. По мере увеличения частоты работы до миллиметровых волн размеры антенн уменьшаются, и антенны изготавливаются на печатных платах (ПП). Такие печатные антенны имеют малый вес, недороги, легко интегрируются и широко используются в качестве компонентов в радаре. Антенна, которую вы будете проектировать в этом примере, работает на частоте 77 ГГц и может использоваться в автомобильном радиолокационном приемнике.
Длина и ширина сегмента указаны в [1]. Антенна выполнена на подложке Роджерса RO3003™, с диэлектрической постоянной 3, тангенс потерь 0.0013, и 130 Толщина мкм. Медный проводник толщиной 17 um используется в качестве патча.
PL = 1049e-6; PW = 1412e-6; sub = dielectric('Name','RO3003','EpsilonR',3,'LossTangent',0.0013,'Thickness',130e-6); con = metal('Name','Copper', 'Conductivity', 5.96e7,'Thickness',17e-6);
Создание микрополосковой антенны с вставным питанием с помощью patchMicrostripInsetfed объект. Размеры нулевой плоскости: 1800 um на 2800 эм. Длина и ширина выреза определяются как 100 um и 160 хм, соответственно. Ширина линии полосы равна 100 эм. Антенное питание расположено на конце полосы.
ant = patchMicrostripInsetfed('Length',PL,'Width',PW,'Height',sub.Thickness,... 'Substrate',sub,'Conductor',con,'GroundPlaneLength',1800e-6,... 'GroundPlaneWidth',2800e-6,'NotchLength',100e-6,'NotchWidth',160e-6,... 'StripLineWidth',100e-6,'FeedOffset',[-900e-6 0]); show(ant)
Используйте mesh создание и отображение ячеистой структуры микрополосковой антенны патча. Сетка антенны с максимальной длиной кромки 140e-6 м.
mesh(ant,'MaxEdgeLength',140e-6) Используйте sparameters функция для построения графика s-параметров коммутационной антенны в диапазоне частот 72 -110 ГГц. Антенна резонирует на частоте 77 ГГц, с приблизительной шириной полосы 2,7 ГГц
sf = sparameters(ant,linspace(72e9,110e9,100));
figure; rfplot(sf)
Используйте pattern функционируйте, чтобы подготовить 3D радиационный образец антенны в 77 ГГц. Коэффициент усиления, получаемый от антенны, составляет 7,6 дБи.
pattern(ant,77e9)
Постройте график кополяризации в плоскости H для антенны в 77 ГГц в прямоугольной системе координат с нормализацией.
pattern(ant,77e9,0,0:1:180,"CoordinateSystem","rectangular","Normalize",true)
Результаты анализа микрополосковой коммутационной антенны с частотой 77 ГГц показывают, что она имеет хорошую ширину полосы пропускания и коэффициент усиления и пригодна для использования в таких применениях, как автомобильные радиолокационные приемники.
[1] Сейедесфахлан, Мехди и И. Текин. «Патч-антенна PCB с частотой 77 ГГц». URSI (Международный союз радиоведения) Türkiye Ulusal Komitesi (2016).