Antena Jalur Mikro : Pembinaan, Kerja, Jenis, Kaedah Pemakanan & Aplikasinya

Antena atau udara dalam kejuruteraan radio adalah khusus transduser , direka bentuk oleh pelbagai konduktor yang disambungkan secara elektrik kepada pemancar atau penerima. Fungsi utama antena adalah untuk menghantar & menerima gelombang radio secara sama rata dalam semua arah mendatar Antena boleh didapati dalam pelbagai jenis dan bentuk. Antena kecil boleh ditemui di atas bumbung rumah untuk menonton TV dan antena besar menangkap isyarat daripada satelit berbeza yang jauh berjuta-juta batu. Antena bergerak secara menegak & mendatar untuk menangkap & menghantar isyarat. Disana ada pelbagai jenis antena tersedia seperti apertur, wayar, kanta, pemantul, jalur mikro, log berkala, tatasusunan dan banyak lagi. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan antena jalur mikro .

Definisi Antena jalur mikro

Antena yang dibentuk dengan hanya menggores sekeping bahan konduktif di atas permukaan dielektrik dipanggil antena jalur mikro atau antena tampalan. Pada satah tanah antena jalur mikro ini, bahan dielektrik dipasang, di mana satah ini menyokong keseluruhan struktur. Di samping itu, pengujaan kepada antena ini boleh disediakan dengan talian suapan yang disambungkan kepada tampalan. Secara amnya, antena ini dianggap sebagai antena berprofil rendah yang digunakan dalam aplikasi frekuensi gelombang mikro yang mempunyai frekuensi melebihi 100 MHz.

Jalur mikro/tampalan antena boleh dipilih sebagai segi empat tepat, segi empat sama, elips & bulat untuk memudahkan analisis dan fabrikasi. Sesetengah antena jalur mikro tidak menggunakan substrat dielektrik tetapi ia dibuat dengan tampalan logam yang dipasang pada satah tanah dengan pengatur jarak dielektrik; maka pembentukan yang terhasil adalah kurang kuat tetapi lebar jalurnya lebih luas.

Pembinaan Antena Jalur Mikro

Reka bentuk antena jalur mikro boleh dilakukan dengan bantuan jalur logam yang sangat nipis dengan menyusunnya pada satah tanah di antara bahan dielektrik. Di sini, bahan dielektrik adalah substrat yang digunakan untuk memisahkan jalur dari satah tanah. Setelah antena ini teruja, maka gelombang yang dihasilkan dalam di-elektrik mengalami pantulan & tenaga yang dipancarkan dari tepi tampalan logam adalah sangat rendah. Bentuk antena ini dikenal pasti dengan bentuk tampalan logam yang disusun pada bahan dielektrik.

Secara amnya, jalur/tampalan & garisan suapan terukir foto pada permukaan substrat. Terdapat pelbagai bentuk antena jalur mikro seperti segi empat sama, dipol, segi empat tepat, bulat, elips dan dipol. Kita tahu bahawa tampalan boleh dibentuk dalam pelbagai bentuk tetapi, kerana ia mudah dibuat, tampalan berbentuk bulat, empat segi & segi empat tepat biasanya digunakan.

Antena jalur mikro juga boleh dibentuk dengan sekumpulan pelbagai tompok di atas substrat dielektrik. Sama ada talian suapan tunggal atau banyak digunakan untuk memberi pengujaan kepada antena jalur mikro. Jadi kehadiran tatasusunan elemen jalur mikro memberikan kearaharah yang lebih baik, keuntungan yang tinggi dan peningkatan julat penghantaran dengan gangguan yang rendah.

Kerja Antena Jalur Mikro

Antena jalur mikro berfungsi sebagai; apabila arus sepanjang garis suapan tiba pada jalur antena jalur mikro, maka gelombang elektromagnet dihasilkan. Jadi gelombang dari tampalan ini akan mula memancar dari sisi lebar. Walau bagaimanapun, apabila ketebalan jalur sangat kecil, gelombang yang dihasilkan dalam substrat akan dipantulkan melalui tepi jalur. Struktur jalur malar sepanjang panjang tidak membenarkan pancaran sinaran.

Keupayaan pancaran rendah antena jalur mikro membolehkan hanya meliputi penghantaran gelombang dengan jarak yang kecil seperti kedai, lokasi dalaman atau pejabat tempatan. Jadi penghantaran gelombang yang tidak cekap ini tidak boleh diterima di lokaliti berpusat di kawasan yang sangat besar. Biasanya, liputan hemisfera diberikan oleh antena tampalan pada sudut 30⁰ – 180⁰ pada jarak dari pelekap.

Spesifikasi Antena Microstrip

Spesifikasi antena jalur mikro termasuk yang berikut.

• Kekerapan resonansnya ialah 1.176 GHz.
• Julat frekuensi antena jalur mikro ialah dari 2.26 GHz hingga 2.38 GHz.
• Pemalar dielektrik substrat ialah 5.9.
• Ketinggian substrat dielektrik ialah 635um.
• Kaedah penyusuan ialah suapan talian jalur mikro.
• Tangen kerugian ialah 0.00 12.
• Konduktor adalah perak.
• Ketebalan konduktor ialah 25um.
• Lebar Jalurnya ialah untuk ± 10 GHz.
• Keuntungannya melebihi 5dB.
• Nisbah paksinya adalah di bawah 4dB.
• Kerugian pulangannya lebih baik daripada 15dB.

Jenis Antena Jalur Mikro

Terdapat pelbagai jenis antena jalur mikro yang tersedia yang dibincangkan di bawah.

Antena Tampalan Jalur Mikro

Jenis antena ini ialah antena berprofil rendah di mana tampalan logam disusun pada aras tanah melalui bahan dielektrik di antaranya yang terdiri daripada jalur (atau) Antena Tampalan. Antena ini adalah antena bersaiz sangat rendah dengan sinaran rendah. Antena ini termasuk tampalan memancar pada satu muka substrat dielektrik dan di sisi lain, ia mempunyai satah tanah.

Secara amnya, tampalan dibuat dengan bahan pengalir seperti emas atau tembaga. Antena jenis ini boleh dibentuk dengan kaedah jalur mikro dengan hanya mengarang pada PCB. Antena ini digunakan dalam aplikasi frekuensi gelombang mikro yang mempunyai frekuensi lebih besar daripada 100 MHz.

Antena Dipole Jalur Mikro

Jalur mikro antena dipole ialah konduktor jalur mikro nipis dan diletakkan pada bahagian sebenar substrat & ia ditutup sepenuhnya dengan logam pada satu muka yang dikenali sebagai satah tanah. Antena ini digunakan dalam peranti komunikasi digital seperti komputer & nod untuk WLAN. Lebar antena jenis ini adalah kecil supaya ia boleh digunakan pada titik masuk sistem WLAN.

Antena Slot Bercetak

Antena slot bercetak memainkan peranan penting dalam meningkatkan lebar jalur antena dengan corak sinaran di kedua-dua arah. Kepekaan antena ini adalah rendah berbanding dengan antena biasa. Antena ini diperlukan sepanjang garis suapan yang disusun terbalik ke substrat & menegak ke paksi slot yang disediakan di atas tampalan.

Antena Gelombang Kembara Jalur Mikro

Antena gelombang perjalanan Microstrip direka terutamanya dengan garis Microstrip yang panjang dengan lebar yang mencukupi untuk menyokong sambungan TE. Jenis antena mikrocip ini direka bentuk sedemikian rupa sehingga pancaran utama terletak dalam mana-mana laluan dari sisi lebar ke hujung api.

Kaedah Pemakanan Antena Jalur Mikro

Antena jalur mikro mempunyai dua kaedah pemakanan; menghubungi suapan dan suapan tidak bersentuhan yang dibincangkan di bawah.

Menghubungi Suapan

Kuasa dalam menghubungi suapan dibekalkan terus kepada elemen penyinaran. Jadi ini boleh dilakukan dengan garis sepaksi/jalur mikro. Kaedah pemakanan jenis ini sekali lagi dikelaskan kepada dua jenis; Suapan jalur mikro dan suapan sepaksi yang dibincangkan di bawah.

Suapan jalur mikro

Suapan jalur mikro ialah jalur pengalir dengan lebar yang sangat kecil daripada lebar unsur penyinaran. Garis suapan menyediakan goresan mudah di atas substrat kerana jalur mempunyai dimensi yang lebih nipis. Faedah susunan makanan jenis ini ialah; bahawa suapan boleh terukir di atas substrat yang serupa untuk menawarkan struktur satah. Garis suapan ke arah struktur disediakan sama ada di tengah, ofset atau inset. Tujuan utama pemotongan inset dalam patch adalah untuk memadankan impedans garis suapan’ dengan tampalan tanpa memerlukan sebarang elemen padanan tambahan.

Suapan sepaksi

Kaedah suapan ini adalah jenis yang paling kerap digunakan dan merupakan kaedah suapan bukan satah di mana kabel bersama paksi z digunakan untuk menyuap tampalan. Kaedah suapan ini diberikan kepada antena jalur mikro sedemikian rupa sehingga konduktor dalam disambungkan terus ke tampalan manakala konduktor luaran disambungkan ke satah tanah.

Impedans akan berubah dengan perbezaan dalam susunan suapan sepaksi. Setelah talian suapan disambungkan di mana-mana tempat dalam tampalan itu membantu padanan impedans. Walau bagaimanapun, talian suapan yang menyambung ke seluruh satah tanah adalah agak keras kerana ini memerlukan penggerudian lubang di dalam substrat. Kaedah penyusuan ini sangat mudah dibuat & kurang sinaran palsu. Tetapi, kelemahan utamanya ialah ia disambungkan ke penyambung satah tanah.

Suapan tidak bersentuhan

Kuasa diberikan kepada elemen penyinaran dari talian suapan dengan gandingan elektromagnet. Kaedah suapan ini boleh didapati dalam tiga jenis; gandingan apertur, gandingan kedekatan dan suapan garis cawangan.

Suapan Berganding Apertur

Teknik suapan apertur termasuk dua substrat dielektrik seperti substrat dielektrik antena, & substrat dielektrik suapan yang dibahagikan hanya melalui satah tanah dan mempunyai jurang di tengah. Tampalan logam terletak di atas substrat antena manakala satah tanah terletak pada muka lain dielektrik antena. Untuk menyediakan pengasingan, talian suapan dan dielektrik suapan terletak di sisi lain satah tanah.

Teknik penyusuan ini memberikan ketulenan polarisasi yang luar biasa yang tidak dapat dicapai oleh teknik suapan lain. Suapan pasangan apertur menyediakan lebar jalur yang tinggi dan sangat membantu dalam aplikasi yang kami tidak mahu menggunakan wayar dari satu lapisan ke lapisan yang lain. Kelemahan utama teknik penyusuan ini ialah, ia memerlukan fabrikasi berbilang lapisan.

Suapan Berganding Kedekatan

Suapan bergandingan kedekatan juga dipanggil suapan tidak langsung di mana satah tanah tidak ada. Berbanding dengan antena suapan bergandingan apertur, ia sangat mudah untuk dihasilkan. Pada muka konduktif antena, terdapat slot & gandingan diberikan dengan garis jalur mikro.

Kaedah penyusuan ini memberikan sinaran palsu yang rendah & lebar jalur yang besar. Garis suapan dalam kaedah ini terletak di antara dua substrat dielektrik. Tepi garisan suapan disusun pada satu titik di mana-mana galangan input antena jalur mikro ialah 50 ohm. Teknik penyusuan ini telah meningkatkan kecekapan jalur lebar berbanding dengan jenis kaedah lain. Kelemahan utama teknik ini ialah; bahawa fabrikasi berbilang lapisan adalah mungkin & ia memberikan ketulenan polarisasi yang lemah.

Suapan Talian Cawangan

Dalam teknik suapan garis cawangan, jalur pengalir disambungkan terus ke tepi tampalan jalur mikro. Berbanding dengan tampalan, lebar jalur pengalir adalah lebih kecil. Faedah utama teknik penyusuan ini ialah; bahawa suapan itu terukir pada substrat yang serupa untuk memberikan struktur satah.

Potongan inset boleh disepadukan ke dalam tampalan untuk mendapatkan padanan impedans yang sangat baik tanpa memerlukan sebarang elemen padanan tambahan. Ini boleh dicapai dengan mengawal kedudukan inset dengan betul, jika tidak, kita boleh menghiris slot & menggoresnya daripada tampalan dengan saiz yang sesuai. Tambahan pula, teknik penyusuan ini digunakan & dipanggil teknik suapan garisan cawangan.

Corak Sinaran Antena Jalur Mikro

Perwakilan grafik sifat sinaran antena dikenali sebagai corak sinaran yang menerangkan bagaimana antena memancarkan tenaga ke angkasa. Perubahan dalam kuasa sebagai fungsi sudut ketibaan dipantau dalam medan jauh antena.

Corak sinaran antena jalur mikro adalah luas dan ia mempunyai kuasa sinaran yang kurang & frekuensi BW yang sempit. Corak sinaran antena jalur mikro ditunjukkan di bawah yang mempunyai kearaharah yang lebih rendah. Dengan menggunakan antena ini, tatasusunan boleh dibentuk untuk mempunyai arahan yang unggul.

Ciri-ciri

The ciri antena jalur mikro termasuk yang berikut.

• Tampalan antena jalur mikro mestilah kawasan konduktif yang sangat nipis.
• Berbanding dengan tampalan, satah darat sepatutnya mempunyai dimensi yang agak besar.
• Pengetsaan foto pada substrat dilakukan untuk membina elemen penyinaran & garisan suapan.
• Substrat dielektrik tebal oleh pemalar dielektrik dalam julat 2.2 hingga 12 menawarkan prestasi antena yang sangat baik.
• Tatasusunan elemen jalur mikro dalam reka bentuk antena jalur mikro menawarkan arahan yang unggul.
• Antena jalur mikro menawarkan lebar pancaran tinggi.
• Antena ini menyediakan faktor kualiti yang sangat tinggi kerana faktor Q yang tinggi menghasilkan kecekapan yang rendah & lebar jalur yang sedikit. Tetapi, ini boleh dikompensasikan dengan hanya meningkatkan lebar substrat. Walau bagaimanapun, peningkatan lebar melebihi had tertentu akan menyebabkan kehilangan kuasa yang tidak perlu.

Kelebihan dan kekurangan

The kelebihan antena jalur mikro termasuk yang berikut.

• Antena jalur mikro adalah sangat kecil.
• Berat antena ini kurang.
• Prosedur fabrikasi yang disediakan oleh antena ini adalah mudah.
• Pemasangannya sangat mudah kerana saiz & isipadunya yang kecil.
• Ia menawarkan integrasi mudah oleh peranti lain.
• Antena ini boleh melakukan operasi dua kali & tiga kali ganda.
• Tatasusunan antena ini boleh dibina dengan mudah.
• Antena ini memberikan jumlah keteguhan yang tinggi di atas permukaan yang kuat.
• Ia mudah untuk mengarang, menyesuaikan & mengubah suai..
• Antena ini mempunyai pembinaan yang mudah dan kos rendah.
• Dalam antena ini, polarisasi linear & bulat boleh dicapai.
• Ia sesuai untuk antena tatasusunan.
• Ia serasi dengan IC gelombang mikro monolitik.
• Lebar jalur boleh dikembangkan dengan hanya meningkatkan lebar bahan dielektrik.

The keburukan antena jalur mikro termasuk yang berikut.

• Antena ini memberikan kurang keuntungan.
• Kecekapan antena jenis ini rendah disebabkan oleh kehilangan konduktor & dielektrik.
• Antena ini mempunyai julat sinaran polarisasi silang yang tinggi.
• Kapasiti pengendalian kuasa antena ini adalah rendah.
• Ia mempunyai jalur lebar impedans yang kurang.
• Struktur antena ini terpancar dari suapan & titik simpang lain.
• Antena ini menunjukkan prestasi yang sangat sensitif terhadap faktor ekologi.
• Antena ini lebih terdedah kepada sinaran suapan palsu.
• Antena ini mempunyai lebih banyak kehilangan konduktor & dielektrik.

Aplikasi

The kegunaan atau aplikasi antena jalur mikro termasuk yang berikut.

• Antena jalur mikro boleh digunakan dalam bidang yang berbeza; dalam peluru berpandu, satelit , kapal angkasa, pesawat, sistem komunikasi tanpa wayar, telefon mudah alih, penderiaan jauh & radar.
• Antena ini digunakan dalam komunikasi tanpa wayar. untuk menunjukkan keserasian dengan peranti pegang tangan seperti telefon mudah alih & alat kelui.
• Ini digunakan pada peluru berpandu sebagai antena komunikasi.
• Antena ini mempunyai saiz yang kecil, jadi digunakan dalam aplikasi komunikasi gelombang mikro dan satelit.
• GPS adalah salah satu faedah utama antena jalur mikro kerana ia memberikan kemudahan dalam pengesanan kenderaan & marin.
• Ini digunakan dalam tatasusunan berperingkat radar untuk mengendalikan toleransi lebar jalur bersamaan dengan beberapa peratusan.

Bagaimana untuk Meningkatkan Lebar Jalur Antena Mikrojalur?

Lebar jalur antena mikrojalur boleh dipertingkatkan dengan teknik yang berbeza seperti meningkatkan ketebalan substrat dengan pemalar dielektrik rendah, pemotongan slot, suapan kuar melalui pemotongan takuk & bentuk antena yang berbeza

Mengapa Antena Jalur Mikro Memancar?

Antena tampalan jalur mikro memancar terutamanya disebabkan oleh medan pinggir di antara tepi tampalan & satah tanah.

Bagaimana untuk Meningkatkan Keuntungan Antena Jalur Mikro?

Keuntungan antena jalur mikro boleh ditingkatkan dengan tampalan parasit & celah udara di antara tampalan suapan & satah tanah.

Oleh itu, ini adalah gambaran keseluruhan antena jalur mikro , bekerja & aplikasinya. Antena ini merupakan ciptaan moden yang membolehkan penyepaduan mudah antena & litar pemanduan lain sistem komunikasi pada PCB biasa (atau) cip semikonduktor. Ini digunakan secara meluas dalam rangkaian luas sistem gelombang mikro semasa dalam julat gigahertz. Faedah utama antena ini ialah; ringan, kos rendah, bentuk selaras & keserasian dengan IC gelombang mikro monolitik & hibrid. Berikut adalah soalan untuk anda, Apakah itu a antena dipole ?