구조마이크로스트립 안테나일반적으로 유전체 기판, 복사기, 그리고 접지판으로 구성됩니다. 유전체 기판의 두께는 파장보다 훨씬 얇습니다. 기판 하단의 얇은 금속층은 접지판에 연결됩니다. 전면에는 특정 모양의 얇은 금속층이 포토리소그래피 공정을 통해 복사기로 제작됩니다. 복사판의 모양은 요구 사항에 따라 다양하게 변경될 수 있습니다.
마이크로파 집적 기술과 새로운 제조 공정의 발전은 마이크로스트립 안테나 개발을 촉진했습니다. 기존 안테나와 비교하여 마이크로스트립 안테나는 크기가 작고, 무게가 가벼우며, 두께가 얇고, 설계 및 집적이 용이하며, 비용이 저렴하고 대량 생산에 적합할 뿐만 아니라, 다양한 전기적 특성이라는 장점도 가지고 있습니다.
마이크로스트립 안테나의 4가지 기본적인 급전 방법은 다음과 같습니다.
1. (마이크로스트립 급전): 마이크로스트립 안테나에 가장 일반적으로 사용되는 급전 방식 중 하나입니다. RF 신호는 마이크로스트립 라인을 통해 안테나의 방사부로 전송되며, 일반적으로 마이크로스트립 라인과 방사 패치 간의 결합을 통해 이루어집니다. 이 방식은 간단하고 유연하며 다양한 마이크로스트립 안테나 설계에 적합합니다.
2. (개구 결합 급전): 이 방식은 마이크로스트립 안테나 베이스 플레이트의 슬롯이나 구멍을 이용하여 마이크로스트립 회선을 안테나의 방사 소자에 급전합니다. 이 방식은 더 나은 임피던스 정합과 방사 효율을 제공하며, 사이드 로브의 수평 및 수직 빔 폭을 줄일 수 있습니다.
3. (근접 결합 급전): 이 방식은 마이크로스트립 선로 근처에 발진기 또는 유도 소자를 사용하여 신호를 안테나로 급전합니다. 이 방식은 더 높은 임피던스 정합과 더 넓은 주파수 대역을 제공할 수 있으며, 광대역 안테나 설계에 적합합니다.
4. (동축 급전): 이 방식은 동일 평면에 있는 전선이나 동축 케이블을 사용하여 RF 신호를 안테나의 방사부에 급전합니다. 이 방식은 일반적으로 우수한 임피던스 정합과 방사 효율을 제공하며, 특히 단일 안테나 인터페이스가 필요한 상황에 적합합니다.
다양한 공급 방법은 임피던스 정합, 주파수 특성, 방사 효율 및 안테나의 물리적 레이아웃에 영향을 미칩니다.
마이크로스트립 안테나의 동축 급전점을 선택하는 방법
마이크로스트립 안테나를 설계할 때 동축 급전점의 위치를 선택하는 것은 안테나 성능을 보장하는 데 매우 중요합니다. 마이크로스트립 안테나의 동축 급전점을 선택하는 몇 가지 제안 방법은 다음과 같습니다.
1. 대칭성: 안테나의 대칭성을 유지하기 위해 마이크로스트립 안테나 중앙에 동축 급전점을 선택하십시오. 이는 안테나의 방사 효율과 임피던스 정합을 개선하는 데 도움이 됩니다.
2. 전기장이 가장 큰 곳: 동축 급전점은 마이크로스트립 안테나의 전기장이 가장 큰 위치에서 선택하는 것이 가장 좋으며, 이를 통해 급전의 효율을 높이고 손실을 줄일 수 있습니다.
3. 전류가 최대인 곳: 동축 급전점은 마이크로스트립 안테나의 전류가 최대가 되는 위치 근처에서 선택하여 더 높은 방사 전력과 효율을 얻을 수 있습니다.
4. 단일 모드의 영전계점: 마이크로스트립 안테나 설계에서 단일 모드 방사를 달성하려면 일반적으로 단일 모드의 영전계점에서 동축 급전점을 선택하여 더 나은 임피던스 정합과 방사 특성을 달성합니다.
5. 주파수 및 파형 분석: 시뮬레이션 도구를 사용하여 주파수 스윕 및 전기장/전류 분포 분석을 수행하여 최적의 동축 공급점 위치를 결정합니다.
6. 빔 방향을 고려하세요. 특정 지향성을 가진 방사 특성이 필요한 경우, 원하는 안테나 방사 성능을 얻기 위해 빔 방향에 따라 동축 급전점의 위치를 선택할 수 있습니다.
실제 설계 과정에서는 일반적으로 위의 방법들을 조합하고 시뮬레이션 분석과 실제 측정 결과를 통해 최적의 동축 급전점 위치를 결정하여 마이크로스트립 안테나의 설계 요구 사항 및 성능 지표를 달성해야 합니다. 동시에, 다양한 유형의 마이크로스트립 안테나(예: 패치 안테나, 헬리컬 안테나 등)는 동축 급전점 위치를 선택할 때 특정 고려 사항이 있을 수 있으며, 이는 특정 안테나 유형 및 적용 시나리오에 기반한 구체적인 분석 및 최적화가 필요합니다.
마이크로스트립 안테나와 패치 안테나의 차이점
마이크로스트립 안테나와 패치 안테나는 두 가지 일반적인 소형 안테나입니다. 두 안테나는 몇 가지 차이점과 특성을 가지고 있습니다.
1. 구조 및 레이아웃:
- 마이크로스트립 안테나는 일반적으로 마이크로스트립 패치와 접지판으로 구성됩니다. 마이크로스트립 패치는 방사 소자 역할을 하며, 마이크로스트립 회선을 통해 접지판에 연결됩니다.
- 패치 안테나는 일반적으로 유전체 기판에 직접 에칭된 도체 패치이며 마이크로스트립 안테나처럼 마이크로스트립 라인이 필요하지 않습니다.
2. 크기 및 모양:
- 마이크로스트립 안테나는 크기가 비교적 작아서 종종 마이크로파 주파수 대역에서 사용되며 설계가 더 유연합니다.
- 패치 안테나는 소형화되도록 설계될 수도 있으며, 어떤 특정한 경우에는 크기가 더 작아질 수도 있습니다.
3. 주파수 범위:
- 마이크로스트립 안테나의 주파수 범위는 수백 메가헤르츠에서 수 기가헤르츠에 이르며, 특정한 광대역 특성을 가지고 있습니다.
- 패치 안테나는 일반적으로 특정 주파수 대역에서 더 나은 성능을 보이며, 주로 특정 주파수 애플리케이션에 사용됩니다.
4. 생산 공정:
- 마이크로스트립 안테나는 일반적으로 인쇄 회로 기판 기술을 사용하여 제작되므로 대량 생산이 가능하고 비용이 저렴합니다.
- 패치 안테나는 일반적으로 실리콘 기반 소재나 기타 특수 소재로 만들어지며, 특정 가공 요구 사항을 갖추고 있으며 소량 생산에 적합합니다.
5. 편광 특성:
- 마이크로스트립 안테나는 선형 편파 또는 원형 편파에 맞게 설계할 수 있어 어느 정도 유연성이 있습니다.
- 패치 안테나의 편파 특성은 일반적으로 안테나의 구조와 레이아웃에 따라 달라지며 마이크로스트립 안테나만큼 유연하지 않습니다.
일반적으로 마이크로스트립 안테나와 패치 안테나는 구조, 주파수 범위, 제조 공정이 서로 다릅니다. 따라서 특정 애플리케이션 요구 사항과 설계 고려 사항을 고려하여 적절한 안테나 유형을 선택해야 합니다.
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게시 시간: 2024년 4월 19일