新製品のアンテナ角度要件に対応し、前世代のPCBシートモールドを共有するために、以下のアンテナレイアウトを使用することで、77GHzで14dBiのアンテナゲインと3dB_E/H_ビーム幅=40°の放射性能を実現できます。Rogers 4830プレートを使用し、厚さは0.127mm、Dk=3.25、Df=0.0033です。
アンテナ配置
上の図では、マイクロストリップグリッドアンテナが使用されています。マイクロストリップグリッドアレイアンテナは、N個のマイクロストリップリングで構成された放射素子と伝送線路をカスケード接続したアンテナです。コンパクトな構造、高利得、シンプルな給電、製造の容易さなどの利点があります。主な偏波方式は直線偏波で、従来のマイクロストリップアンテナと同様であり、エッチング技術で加工できます。グリッドのインピーダンス、給電位置、相互接続構造によってアレイ全体の電流分布が決まり、放射特性はグリッドの形状に依存します。単一のグリッドサイズによってアンテナの中心周波数が決まります。
RFMISOアレイアンテナシリーズ製品：
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
原理分析
アレイ素子の垂直方向に流れる電流は振幅が等しく方向が逆であり、放射能力が弱いため、アンテナ性能への影響は小さい。セル幅l1を半波長に設定し、セル高さ(h)を調整してa0とb0間の位相差が180°になるようにする。正面放射の場合、点a1とb1間の位相差は0°となる。
配列要素の構造
フィード構造
グリッド型アンテナは通常、同軸給電構造を使用し、給電線はPCBの裏面に接続されるため、給電線は層を貫通して設計する必要があります。実際の加工では、一定の精度誤差が生じ、性能に影響します。上記の図で説明した位相情報を満たすために、2つのポートで振幅が等しく、位相差が180°の平面差動給電構造を使用できます。
同軸給電構造[1]
ほとんどのマイクロストリップグリッドアレイアンテナは同軸給電方式を採用しています。グリッドアレイアンテナの給電位置は、主に中央給電（給電点1）と端部給電（給電点2および給電点3）の2種類に分けられます。
典型的なグリッドアレイ構造
エッジ給電中、グリッドアレイアンテナのグリッド全体に進行波が発生し、これは非共振の単方向エンドファイアアレイです。グリッドアレイアンテナは、進行波アンテナとしても共振アンテナとしても使用できます。適切な周波数、給電点、グリッドサイズを選択することで、グリッドは進行波（周波数掃引）と共振（エッジ放射）という異なる状態で動作させることができます。進行波アンテナとして、グリッドアレイアンテナはエッジ給電方式を採用しており、グリッドの短辺は導波波長の3分の1よりわずかに長く、長辺は短辺の2～3倍の長さです。短辺の電流は反対側に伝送され、短辺間に位相差が生じます。進行波（非共振）グリッドアンテナは、グリッド面の法線方向からずれた傾斜ビームを放射します。ビーム方向は周波数によって変化するため、周波数スキャンに使用できます。グリッドアレイアンテナを共振アンテナとして使用する場合、グリッドの長辺と短辺は中心周波数の導波波長1つ分と半導波波長になるように設計され、中央給電方式が採用される。共振状態におけるグリッドアンテナの瞬時電流は定在波分布を示す。放射は主に短辺から発生し、長辺は伝送線路として機能する。グリッドアンテナはより優れた放射効果を得ることができ、最大放射は広角側放射状態にあり、偏波はグリッドの短辺に平行である。周波数が設計中心周波数からずれると、グリッドの短辺は導波波長の半値ではなくなり、放射パターンにビームスプリッティングが発生する。[2]
アレイモデルとその3Dパターン
アンテナ構造の上の図に示すように、P1とP2は180°位相がずれているため、ADSを使用して概略シミュレーションを行うことができます（この記事ではモデル化していません）。給電ポートに差動給電を行うことで、原理解析で示したように、単一のグリッド素子上の電流分布を観察できます。縦方向の位置では電流は逆方向（相殺）であり、横方向の位置では電流は振幅が等しく同位相（重ね合わせ）です。
異なるアームにおける電流分布1
異なるアームへの電流分布 2
以上ではグリッドアンテナの概要を簡単に説明し、77GHzで動作するマイクロストリップ給電構造を用いたアレイアンテナの設計について述べました。実際には、レーダー探知の要件に応じて、グリッドの垂直方向および水平方向の数を増減することで、特定の角度でのアンテナ設計を実現できます。さらに、差動給電ネットワークにおけるマイクロストリップ伝送線の長さを変更することで、適切な位相差を得ることも可能です。
投稿日時：2024年1月24日
