구조마이크로스트립 안테나일반적으로 유전체 기판, 방사체 및 접지판으로 구성됩니다. 유전체 기판의 두께는 파장보다 훨씬 얇습니다. 기판 하단의 얇은 금속층은 접지판에 연결됩니다. 전면에는 포토리소그래피 공정을 통해 특정한 형상의 얇은 금속층이 방사체로 형성됩니다. 방사판의 형상은 요구 사항에 따라 다양한 방식으로 변경할 수 있습니다.
마이크로파 집적 기술의 발전과 새로운 제조 공정의 등장으로 마이크로스트립 안테나의 개발이 촉진되었습니다. 기존 안테나와 비교했을 때, 마이크로스트립 안테나는 크기가 작고, 무게가 가벼우며, 두께가 얇고, 형태 변형이 용이하고, 집적화가 간편하며, 비용이 저렴하고, 대량 생산에 적합할 뿐만 아니라, 다양한 전기적 특성을 지닌다는 장점도 있습니다.
마이크로스트립 안테나의 네 가지 기본 급전 방식은 다음과 같습니다.
1. (마이크로스트립 급전): 이는 마이크로스트립 안테나에 가장 일반적으로 사용되는 급전 방식 중 하나입니다. RF 신호는 마이크로스트립 라인을 통해 안테나의 방사 부분으로 전달되며, 일반적으로 마이크로스트립 라인과 방사 패치 사이의 커플링을 통해 전달됩니다. 이 방식은 간단하고 유연하여 다양한 마이크로스트립 안테나 설계에 적합합니다.
2. (개구 결합 급전): 이 방식은 마이크로스트립 안테나 베이스 플레이트의 슬롯이나 구멍을 이용하여 마이크로스트립 라인을 안테나의 방사 소자로 급전합니다. 이 방식은 임피던스 정합 및 방사 효율을 향상시킬 수 있으며, 측엽의 수평 및 수직 빔 폭을 줄일 수 있습니다.
3. (근접 결합 급전): 이 방식은 마이크로스트립 라인 근처에 발진기 또는 유도 소자를 사용하여 안테나로 신호를 급전합니다. 더 높은 임피던스 정합과 더 넓은 주파수 대역을 제공할 수 있으며, 광대역 안테나 설계에 적합합니다.
4. (동축 급전): 이 방식은 평면형 전선이나 동축 케이블을 사용하여 RF 신호를 안테나의 방사 부분으로 공급합니다. 이 방식은 일반적으로 우수한 임피던스 정합과 방사 효율을 제공하며, 특히 단일 안테나 인터페이스가 필요한 상황에 적합합니다.
급전 방식이 다르면 안테나의 임피던스 정합, 주파수 특성, 방사 효율 및 물리적 배치에 영향을 미칩니다.
마이크로스트립 안테나의 동축 급전점 선택 방법
마이크로스트립 안테나를 설계할 때 동축 급전점의 위치를 선택하는 것은 안테나 성능을 보장하는 데 매우 중요합니다. 다음은 마이크로스트립 안테나의 동축 급전점을 선택하는 몇 가지 방법입니다.
1. 대칭성: 마이크로스트립 안테나의 대칭성을 유지하기 위해 동축 케이블 급전점을 안테나 중앙에 위치하도록 선택하십시오. 이는 안테나의 방사 효율과 임피던스 정합을 향상시키는 데 도움이 됩니다.
2. 전기장이 가장 큰 위치: 동축 급전점은 마이크로스트립 안테나의 전기장이 가장 큰 위치에 설치하는 것이 가장 좋습니다. 이렇게 하면 급전 효율을 향상시키고 손실을 줄일 수 있습니다.
3. 전류가 최대인 지점: 동축 급전점은 마이크로스트립 안테나의 전류가 최대인 위치 근처에서 선택하면 더 높은 방사 출력과 효율을 얻을 수 있습니다.
4. 단일 모드에서의 전기장 영점: 마이크로스트립 안테나 설계에서 단일 모드 방사를 구현하려면 일반적으로 동축 급전점을 단일 모드에서 전기장 영점에 위치시켜 임피던스 정합 및 방사 특성을 개선합니다.
5. 주파수 및 파형 분석: 시뮬레이션 도구를 사용하여 주파수 스윕 및 전기장/전류 분포 분석을 수행하여 최적의 동축 케이블 급전점 위치를 결정합니다.
6. 빔 방향을 고려하십시오: 특정 지향성을 갖는 방사 특성이 요구되는 경우, 원하는 안테나 방사 성능을 얻기 위해 빔 방향에 따라 동축 급전점의 위치를 선택할 수 있습니다.
실제 설계 과정에서는 일반적으로 위의 방법들을 조합하여 시뮬레이션 분석과 실제 측정 결과를 통해 최적의 동축 급전점 위치를 결정함으로써 마이크로스트립 안테나의 설계 요구사항과 성능 지표를 충족해야 합니다. 동시에, 패치 안테나, 헬리컬 안테나 등 마이크로스트립 안테나의 종류에 따라 동축 급전점 위치 선정 시 고려해야 할 특수한 사항들이 있으며, 이는 각 안테나 종류와 적용 시나리오에 기반한 구체적인 분석 및 최적화를 필요로 합니다.
마이크로스트립 안테나와 패치 안테나의 차이점
마이크로스트립 안테나와 패치 안테나는 흔히 사용되는 소형 안테나 두 종류입니다. 이 둘은 몇 가지 차이점과 특징을 가지고 있습니다.
1. 구조 및 구성:
- 마이크로스트립 안테나는 일반적으로 마이크로스트립 패치와 접지판으로 구성됩니다. 마이크로스트립 패치는 방사 소자 역할을 하며, 마이크로스트립 라인을 통해 접지판에 연결됩니다.
- 패치 안테나는 일반적으로 유전체 기판에 직접 에칭된 도체 패치로 구성되며, 마이크로스트립 안테나처럼 마이크로스트립 라인이 필요하지 않습니다.
2. 크기 및 모양:
- 마이크로스트립 안테나는 크기가 비교적 작고, 주로 마이크로파 주파수 대역에서 사용되며, 설계가 더 유연합니다.
- 패치 안테나는 소형화되도록 설계될 수도 있으며, 특정 경우에는 크기가 더 작아질 수 있습니다.
3. 주파수 범위:
- 마이크로스트립 안테나의 주파수 범위는 수백 메가헤르츠에서 수 기가헤르츠에 이르며, 특정 광대역 특성을 지닙니다.
- 패치 안테나는 일반적으로 특정 주파수 대역에서 더 나은 성능을 보이며, 주로 특정 주파수 대역에서 사용되는 애플리케이션에 적합합니다.
4. 생산 공정:
- 마이크로스트립 안테나는 일반적으로 인쇄 회로 기판 기술을 사용하여 제작되므로 대량 생산이 가능하고 비용이 저렴합니다.
- 패치 안테나는 일반적으로 실리콘 기반 소재 또는 기타 특수 소재로 제작되며, 특정 가공 요구 사항이 있고 소량 생산에 적합합니다.
5. 편광 특성:
- 마이크로스트립 안테나는 선형 편파 또는 원형 편파로 설계할 수 있어 어느 정도 유연성을 제공합니다.
- 패치 안테나의 편파 특성은 일반적으로 안테나의 구조와 배치에 따라 달라지며, 마이크로스트립 안테나만큼 유연하지 않습니다.
일반적으로 마이크로스트립 안테나와 패치 안테나는 구조, 주파수 범위 및 제조 공정에서 차이가 있습니다. 적절한 안테나 유형을 선택하려면 특정 응용 분야 요구 사항과 설계 고려 사항을 바탕으로 해야 합니다.
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게시 시간: 2024년 4월 19일

