لتلبية متطلبات زاوية هوائي المنتج الجديد، واعتمادًا على قالب صفائح ثنائي الفينيل متعدد الكلور من الجيل السابق، يُمكن استخدام تصميم الهوائي التالي لتحقيق كسب هوائي قدره 14 ديسيبل عند تردد 77 جيجاهرتز، وأداء إشعاعي قدره 3 ديسيبل إيثرنت/عرض شعاع أفقي = 40 درجة. باستخدام صفيحة روجرز 4830، بسمك 0.127 مم، وDk = 3.25، وDf = 0.0033.
تخطيط الهوائي
في الشكل أعلاه، يُستخدم هوائي شبكة ميكروستريب. يتكون هوائي مصفوفة شبكة الميكروستريب من عناصر إشعاعية متتالية وخطوط نقل مكونة من حلقات ميكروستريب عدد 9. يتميز بهيكل مدمج، وكسب عالٍ، وتغذية بسيطة، وسهولة في التصنيع، ومزايا أخرى. طريقة الاستقطاب الرئيسية هي الاستقطاب الخطي، وهي مشابهة لهوائيات الميكروستريب التقليدية، ويمكن معالجتها بتقنية الحفر. تُحدد معاوقة الشبكة، وموقع التغذية، وبنية التوصيل معًا توزيع التيار عبر المصفوفة، وتعتمد خصائص الإشعاع على هندسة الشبكة. يُستخدم حجم شبكة واحد لتحديد التردد المركزي للهوائي.
منتجات سلسلة هوائيات مجموعة RFMISO:
RM-PA7087-43
RM-PA1075145-32
RM-SWA910-22
RM-PA10145-30
تحليل المبادئ
التيار المتدفق في الاتجاه الرأسي لعنصر المصفوفة متساوٍ في السعة والاتجاه المعاكس، وقدرة الإشعاع ضعيفة، مما يؤثر بشكل طفيف على أداء الهوائي. اضبط عرض الخلية l1 على نصف الطول الموجي، واضبط ارتفاع الخلية (h) لتحقيق فرق طور قدره 180 درجة بين a0 وb0. بالنسبة للإشعاع الجانبي، يكون فرق الطور بين النقطتين a1 وb1 0 درجة.
بنية عناصر المصفوفة
هيكل التغذية
عادةً ما تستخدم هوائيات الشبكة هيكل تغذية محوري، ويتصل المغذي بالجزء الخلفي من لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، لذا يجب تصميم المغذي على شكل طبقات. للمعالجة الفعلية، قد يكون هناك خطأ في الدقة، مما يؤثر على الأداء. لتحقيق معلومات الطور الموضحة في الشكل أعلاه، يمكن استخدام هيكل تغذية تفاضلي مستوي، مع إثارة متساوية السعة عند المنفذين، ولكن بفارق طور قدره 180 درجة.
هيكل التغذية المحوري[1]
تستخدم معظم هوائيات مصفوفة الشبكة الشريطية الدقيقة تغذية محورية. تنقسم مواضع تغذية هوائي مصفوفة الشبكة بشكل رئيسي إلى نوعين: تغذية مركزية (نقطة التغذية 1) وتغذية حافة (نقطة التغذية 2 ونقطة التغذية 3).
هيكل مصفوفة الشبكة النموذجي
أثناء تغذية الحافة، تنتشر موجات متنقلة عبر الشبكة بأكملها على هوائي مصفوفة الشبكة، وهو مصفوفة إطلاق نهائي أحادية الاتجاه غير رنينية. يمكن استخدام هوائي مصفوفة الشبكة كهوائي موجة متنقلة وهوائي رنين. يتيح اختيار التردد ونقطة التغذية وحجم الشبكة المناسبين للشبكة العمل في حالات مختلفة: الموجة المتنقلة (مسح التردد) والرنين (انبعاث الحافة). كهوائي موجة متنقلة، يعتمد هوائي مصفوفة الشبكة شكل تغذية الحافة، حيث يكون الجانب القصير من الشبكة أكبر قليلاً من ثلث الطول الموجي الموجه والجانب الطويل بين ضعفي وثلاثة أضعاف طول الجانب القصير. ينتقل التيار على الجانب القصير إلى الجانب الآخر، ويوجد فرق طور بين الجانبين القصيرين. تشع هوائيات الشبكة ذات الموجة المتنقلة (غير الرنانة) أشعة مائلة تنحرف عن الاتجاه الطبيعي لمستوى الشبكة. يتغير اتجاه الشعاع مع التردد ويمكن استخدامه لمسح التردد. عند استخدام هوائي مصفوفة الشبكة كهوائي رنيني، يُصمم الجانبان الطويل والقصير للشبكة ليكونا بطول موجي موصل واحد ونصف طول موجي موصل للتردد المركزي، وتُعتمد طريقة التغذية المركزية. يُمثل التيار اللحظي لهوائي الشبكة في حالة الرنين توزيعًا للموجات المستقرة. تُولّد الجوانب القصيرة الإشعاع بشكل رئيسي، حيث تعمل الجوانب الطويلة كخطوط نقل. يحقق هوائي الشبكة تأثير إشعاع أفضل، حيث يكون أقصى إشعاع في حالة الإشعاع العريض، ويكون الاستقطاب موازيًا للجانب القصير للشبكة. عندما ينحرف التردد عن التردد المركزي المُصمم، لا يعود الجانب القصير للشبكة نصف طول الموجة الدليلية، ويحدث انقسام الشعاع في نمط الإشعاع. [2]
نموذج المصفوفة ونمطها ثلاثي الأبعاد
كما هو موضح في الشكل أعلاه لهيكل الهوائي، حيث يكون P1 وP2 متباعدين في الطور بمقدار 180 درجة، يمكن استخدام ADS للمحاكاة التخطيطية (غير مذكورة في هذه المقالة). من خلال التغذية التفاضلية لمنفذ التغذية، يمكن ملاحظة توزيع التيار على عنصر شبكة واحد، كما هو موضح في التحليل الأساسي. تكون التيارات في الوضع الطولي في اتجاهين متعاكسين (إلغاء)، وتكون التيارات في الوضع العرضي متساوية في السعة والطور (تراكب).
توزيع التيار على الأذرع المختلفة1
توزيع التيار على الأذرع المختلفة 2
يقدم ما سبق مقدمة موجزة عن هوائي الشبكة، ويُصمم مصفوفة باستخدام هيكل تغذية شريطي دقيق يعمل بتردد 77 جيجاهرتز. في الواقع، ووفقًا لمتطلبات كشف الرادار، يمكن تقليل أو زيادة الأعداد الرأسية والأفقية للشبكة لتحقيق تصميم هوائي بزاوية محددة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن تعديل طول خط نقل الشريط الدقيق في شبكة التغذية التفاضلية لتحقيق فرق الطور المقابل.
وقت النشر: ٢٤ يناير ٢٠٢٤
