En plan antenne er en lavprofilantenne, hvis udstrålende struktur er arrangeret på eller parallelt med en plan overflade. Afhængigt af designet kan de udstrålende elementer være trykte metallapper, slidser, spiralledere, bølgelederåbninger eller flere elementer kombineret som et plant array. Denne geometri understøtter kompakt installation på radarpaneler, fly, satellitterminaler, kommunikationsudstyr og RF-testsystemer.
Udtrykket beskriver en fysisk arkitektur snarere end én enkelt antennetype. En mikrostrip-patchantenne er en velkendt plan implementering, men plane antenner omfatter også slotarrays, plane spiraler og bølgeleder-fødede arrays. Deres forstærkning, båndbredde, polarisering og strålebredde afhænger af elementgeometrien, fødenetværket, materialet og den effektive apertur.
Nøglepunkt:"Planar antenne" er en bred designkategori. Den korrekte antenne skal vælges ud fra frekvensområde, forstærkning, polarisering, båndbredde, strålingsmønster, grænseflade og installationskrav.
Hvordan fungerer en plan antenne?
Når RF-energi når det udstrålende element, etableres der strøm- og elektromagnetiske felter på tværs af den plane apertur. Elementets geometri og dimensioner styrer resonansfrekvensen, mens fødepositionen og den matchende struktur bestemmer, hvor effektivt energien overføres. I sendetilstand udstråler felterne ud i det frie rum. I modtagetilstand konverterer den samme struktur indkommende elektromagnetiske bølger til styret RF-energi.
Grundlæggende struktur af en plan antenne
- Strålende element eller blænde:Den aktive overflade kan bruge en patch, en slids, et spiralformet spor eller en matrix af gentagne elementer.
- Jordplan eller bærende struktur:Dette giver en referenceoverflade, påvirker strålingsmønsteret og kan forbedre isolationen fra monteringsplatformen.
- Feednetværk:Mikrostriplinjer, koaksiale sonder, bølgeledere, koblingspladser og virksomhedsnetværk kan anvendes i henhold til båndbredde-, effekt- og arraykrav.
- Substrat, radom og hus:Deres dielektriske og mekaniske egenskaber kan påvirke effektivitet, matchning, termisk adfærd og miljømæssig holdbarhed.
Almindelige typer af plane antenner
- Mikrostrip patchantenner:Trykte patches over et jordplan giver en tynd, let struktur og nem integration med RF-kredsløb. Se vores guide tilmikrostripantennestruktur og -funktionfor en detaljeret forklaring.
- Plane slot- og bølgelederslotarrays:Spalter dannet i en ledende overflade eller bølgelederåbning kan arrangeres for at give kontrolleret polarisering, strålebredde og forstærkning.
- Plane antennearrays:Flere elementer er placeret på tværs af en flad åbning. Deres afstand og tilførselsfase bestemmer den kombinerede stråle- og sidelobeadfærd.
- Plane spiralantenner:Spiralledere kan understøtte bredbåndsdrift og cirkulær polarisering, når deres geometri og tilførsel er korrekt designet.
Disse designs deler en lavprofilform, men er ikke udskiftelige. Hver familie har forskellige båndbredde-, effektivitets-, strømhåndterings-, fremstillings- og integrationsegenskaber.
Nøglefaktorer for ydeevne og design
- Frekvensområde og båndbredde:Elementdimensioner, substrategenskaber, blændegeometri og tilførselsdesign skal understøtte det krævede driftsbånd.
- Forstærkning og blændestørrelse:Højere forstærkning kræver generelt en større effektiv blænde eller et array med flere udstrålende elementer.
- Strålebredde og sidelober:Elementmønster, arrayafstand, amplitudefordeling og fasekontrol former det endelige strålingsmønster.
- Polarisering:Lineær, dual-lineær eller cirkulær polarisering kan vælges i henhold til linkorientering, udbredelsesforhold og systemkrav.
- Effektivitet og fodertab:Dielektrisk tab, ledertab, bølgeledertab og fødenetværkets kompleksitet påvirker den realiserede forstærkning.
- Mekaniske og miljømæssige grænser:Størrelse, vægt, stik- eller bølgeledergrænseflade, effekthåndtering, temperatur, tætning, vibrationer og monteringsmetode bør gennemgås tidligt.
Fordele og begrænsninger
Fordele
- Lavprofilgeometri egnet til flade eller konforme installationer
- God kompatibilitet med arrays, RF-kredsløb og kompakte systemkabinetter
- Fleksibel kontrol af forstærkning, polarisering, strålebredde og driftsfrekvens
- Skalerbar blændeåbning til radar-, kommunikations- og måleapplikationer
Begrænsninger
- Båndbredde og effektivitet kan være begrænset i nogle trykte designs
- Tab i feednetværket og produktionstolerance bliver vigtigere ved højere frekvenser
- Højforstærkningssystemer kan kræve en større blændeåbning og omhyggeligt termisk eller strukturelt design
- Nærliggende metal, radomer, huse og monteringsflader kan ændre den målte ydeevne
Typiske anvendelser
Plane antenner bruges i radar- og sensorsystemer, satellitkommunikationsterminaler, punkt-til-punkt-mikrobølgeforbindelser, luftfartsplatforme, trådløs infrastruktur, navigationsudstyr, elektroniske testsystemer og kompakte RF-enheder. Den foretrukne arkitektur afhænger af, om projektet prioriterer bred båndbredde, høj forstærkning, elektronisk scanning, lav profil, cirkulær polarisering eller miljømæssig holdbarhed.
Planar antenne vs. mikrostripantenne
En mikrostripantenne er én type plan antenne, men de to udtryk er ikke identiske. Mikrostripantenner bruger normalt en trykt metalpatch, et dielektrisk substrat og et jordplan. En plan antenne kan i stedet bruge slidser, bølgelederhulrum, spiralledere eller en række forskellige udstrålende elementer. At holde denne skelnen klar hjælper med at forhindre, at en bred plan antenneartikel duplikerer en detaljeret mikrostripantenneguide.
Sådan vælger du en plan antenne
Start med det nødvendige frekvensområde, forstærkning, strålebredde, polarisering, VSWR, interface, effektniveau og tilgængeligt installationsområde. Overvej derefter driftsmiljøet, radomen eller huset, monteringsretningen, kabel- eller bølgeledertab, og om et standard- eller brugerdefineret mønster er påkrævet. For array-design kan sidelobeniveau, elementafstand, feedfordeling og scanningsområde også være vigtigt.
RF MISO plane antenneløsninger
RF MISO leverer plane og array-antenneløsninger til radar-, kommunikations-, måle- og systemintegrationsapplikationer. Se voresplane antenneprodukter, eller kontakt vores team med dine krav til frekvens, forstærkning, polarisering, interface, størrelse og miljø.
Ofte stillede spørgsmål
Er en plan antenne det samme som en patch antenne?
Nej. En patch-antenne er en almindelig plan implementering, men plane antenner kan også bruge slots, bølgelederåbninger, spiraler og multi-element arrays.
Kan en plan antenne give høj forstærkning?
Ja. Høj forstærkning kan opnås med en tilstrækkelig stor effektiv blændeåbning eller et korrekt designet array. Det endelige resultat afhænger af effektivitet, fødetab, elementafstand og blændefordeling.
Hvilken polarisering kan en plan antenne understøtte?
Afhængigt af det udstrålende element og fødearrangementet kan en plan antenne understøtte lineær, dobbeltlineær eller cirkulær polarisering.
Fremhævede planarantenneprodukter
De følgende RF MISO-modeller illustrerer kompakte plane og slidsede bølgelederantenner til mikrobølgeapplikationer.
RM-PA10145-30, 10-14,5 GHz
RM-SWA910-22, 9-10 GHz
E-mail:info@rf-miso.com
Telefon: 0086-028-82695327
Hjemmeside: www.rf-miso.com
Opslagstidspunkt: 14. november 2023
