חדשות היום

מערכי אנטנות מיקרוסטריפ לגלים מילימטריים

מאת: דר’ אלברט סבן / מכללת אורט בראודה, כרמיאל. תקציר – מערכי אנטנות מיקרוסטריפ (microstrip) מציגות תכונות מושכות כגון פרופיל נמוך, משקל קל ועלות ייצור נמוכה. אולם, הפסדים ברשת ההזנה של קו מיקרוסטריפ מציבים מגבלה משמעותית בפני השבח שאליו אפשר להגיע במערכי אנטנות מיקרוסטריפ. מאמר זה יתאר את התכנון של מערכי אנטנות מיקרוסטריפ לגלים מילימטריים בעלי נצילות גבוהה. המאמר מתאר שיטות להקטנת ההפסדים ברשת ההזנה עד למינימום. נוסף על כך, אפשר להשתמש במערכי גילוי בגלים מילימטריים בגילוי של חומרים נפיצים וכלי נשק המסתתרים מתחת לבגדי מחבלים. לקרינה המוחזרת או הנפלטת מחומרים שונים יש דרגת עוצמה שונה. אפשר להשתמש בגילוי הקרינה הזו לצורך גילוי חומרים נפיצים וכלי נשק. הטכנולוגיה של מערכות MEMS (מערכות מיקרו אלקטרו מכניות) יכולה לשמש למימוש בעלות נמוכה של מערכי גילוי בגלים מילימטריים. במאמר זה נציג את תהליך הפיתוח של מערך גילוי קרינה בגלים מילימטריים בקו תמסורת בטכנולוגיית MEMS. מערך הגילוי יכול להיות מורכב מ-256 עד 1024 אלמנטים. כל אחד מהאלמנטים במערך כולל אנטנה וחיישן טמפרטורה (bolometer). התדר המרכזי של המערכים יכול להיות 100 ג’יגה הרץ או 220 ג’יגה הרץ. שיקולי התכנון של האנטנה ושל מד הקרינה יוצגו במאמר זה.

הקדמה
מערכי אנטנות מיקרוסטריפ מאופיינים בפרופיל נמוך, משקל קל נפח קטן ועלות ייצור נמוכה. במערכי האנטנות מיקרוסטריפ אנו יכולים לשלב את רשת הזנת ת”ר (RF) באותו מצע עם אלמנטים קורנים. אנטנות microstrip מוזכרות במקרים רבים בספרים ובמאמרים, במהלך העשור האחרון. (ראה סימוכין 1-4).
מאמר זה מציג את תהליך התכנון של מערכי אנטנות מיקרוסטריפ בנצילות גבוהה. (מגבלות השבח במערכי אנטנות מיקרוסטריפ נגרמות כתוצאה מהפסדים ברשת ההזנה ראה סימוכין [1]. עם זאת, דיון זה מוגבל למערך מישורי של אנטנות מחורצות הפועל ב-12 ג’יגה הרץ. אפשר לשפר באופן משמעותי את הנצילות של מערכי אנטנות מיקרוסטריפ, על ידי הקטנת הפסדים ברשת ההזנה. הסיבות להפסדים ברשת ההזנה של קו מיקרוסטריפ טמונות בהפסדים במוליכים, בהפסדי הקרינה ובהפסדים דיאלקטריים. משוואות לחישוב הפסדי המוליכים והפסדים דיאלקטריים בקווי מיקרוסטריפ נתונות בסימוכין [1]. בסימוכין [5] השתמשנו בגישה של יצירת מודל רשת שטוחה בריבוי חיבורים (multiport), על מנת להעריך את הפסדי הקרינה הנובעים מאי-רציפויות של קו מיקרוסטריפ. השתמשנו בניתוח גל מלא בסימוכין (6) השתמשו בניתוח 3D לחישוב של הפסדי הקרינה של קו מיקרוסטריפ במעגל פתוח. קיימות גישות שונות ותוכנות שונות לניתוח 3D, לאפיון אי-רציפויות של קו מיקרוסטריפ. ניתוח זה כולל גם הפסדי קרינה. את ההספק המוקרן מאי-רציפות אפשר להעריך מתוך פרמטרי S המחושבים. אולם, לצורך חישוב ההספק המוקרן מפרמטרי S המחושבים, נדרש דיוק מספרי גבוה של התוצאות המחושבות. לכן, הערכים של הפסדי הקרינה המבוססים על ניתוח 3D, אינם זמינים באופן נרחב.

איור 1: מודל של רשת בריבוי שערים. (a) פיזור זרם מגנטי שווה ערך בשפות של אי הרציפויות (b) מערכת קואורדינטות עבור חישובי שדות חשמליים חיצוניים.

במאמר זה בוצעה הערכה לגבי הפסדים במערך אנטנות ב-64 וב-256 קורנים בתחום Ka. שיטות למזעור הפסדים אלו ולשיפור נצילות האנטנה יופיעו אף הם.
בספרות אפשר למצוא תיאורים של כמה יישומים של מערכי אנטנות מיקרוסטריפ בגלים מילימטריים. את הבעיה הכרוכה במגבלת השבח במערכי אנטנות מיקרוסטריפ אפשר לפתור על ידי שימוש במערכי מיקרוסטריפ אקטיביים. אך, עם זאת, למערכים של קווי מיקרוסטריפ אקטיביים יש מספר חסרונות, כמו למשל גידול משמעותי של צריכת ההספק, הגדלת המשקל והממדים. במספר יישומים משתמשים במערכי החזרה. במערכי החזרה, ההספק הנקלט מתקבל למקלט על ידי אותו מערך עצמו. אפשר לשפר את הנצילות של מערכי אנטנות מיקרוסטריפ בעזרת שימוש ברשת הזנה בגלבו (מוליך גלים – waveguide). אולם, התוצאה תהיה גידול משמעותי במשקל ובממדים של האנטנה. כמו כן, יהיה צורך לשלב שנאי מקו מיקרוסטריפ לגלבו.
מספר גישות הדמיה מוצגות בספרות (ראה סימוכין [9-14]). הגישה הנפוצה מבוססת על מערך של מקרנים (אנטנות) שקולט קרינה מכיוון מסוים, על ידי שילוב של סריקה אלקטרונית ומכנית. גישה אחרת מבוססת על מערך סורק של חיישני קרינה במישור המוקד של עדשת המחזיר (reflector). החיישן יכול להיות אנטנה בצימוד עם נגד. במאמר זה נציג גם פיתוח של מערך גילוי קרינה בגלים מילימטריים. מערך הגילוי יכול להתבסס על 256 עד 1024 אנטנות מסוג מיקרוסטריפ (patch). את אנטנות המיקרוסטריפ מחברים באמצעות צימוד לנגד. ביצוע אופטימיזציה למבנה האנטנה, לממדי רשת ההזנה ולמבנה הנגד, מאפשר הרחבה עד למקסימום של שיעור ההספק המתפזר על הנגד. שיקולי תכנון של מערך האנטנה המשמשת לגילוי מופיעים במאמר זה.

מודל בריבוי שערים להערכת הפסדים
בקו תמסורת מיקרוסטריפ
המודל של רשת בריבוי שערים מבוסס על מודל גלבו בלוחות מקביליים (ראה סימוכין [7]) עבור קווי מיקרוסטריפ. גישה שדומה ליצירת מודל של רשת שימשה על מנת לנתח את אי הרציפויות בקו מיקרוסטריפ (ראה סימוכין [5]). מודל הגלבו המישורי מורכב משני מוליכים מקבילים שתחומים על ידי דפנות מגנטיים בכיוונים הרוחביים. בגישה זו ליצירת מודל של מבני קו מיקרוסטריפ, השדות שמתחת לתצורה של קו מיקרוסטריפ, השדות החיצוניים (שדות מוקרנים, גלים משטחיים) מתוארים במודל נפרד, במונחים של תת רשתות בריבוי שערים, על ידי הוספה של רשת מתירות (admittance) שוות ערך לשפה, שמחוברת לשפות תצורת מיקרוסטריפ. תת רשתות אלו מאופיינות במונחים של מטריצות Z שחושבו על ידי שימוש בפונקציות של גרין [Green]. תת הרשתות משולבות בעזרת טכניקות ליצירת מקטעים על מנת לקבל את מאפייני המעגל, כגון פרמטרי הפיזור. המשוואות לחישוב מטריצות Z של תת רשתות נתונות בסימוכין [7-8].
המשוואות לחישוב הפסדי המוליכים וההפסדים הדיאלקטריים בקווי תמסורת מיקרוסטריפ נתונות בסימוכין [1]. הפסדים דיאלקטריים משולבים בניתוח רשת בריבוי שערים, על ידי כך שלוקחים בחשבון קבוע דיאלקטרי מרוכב. הפסדי מוליכים נכללים בניתוח על ידי הגדרת הפסד שווה ערך משיקי שנתון על ידי הנוסחה כאשר מבטא את מוליכות הפס, h מבטא את גובה המצע ו-µ הוא פירמיאביליות בחלל ריק.
במודל של הרשת בריבוי שערים משתמשים להערכת הפסדי הקרינה מרשתות ההזנה של קו מיקרוסטריפ, על ידי כך שמוסיפים מספר שערים פתוחים בשפות הקו של המודל המישורי עבור מבנה אי-הרציפות. במודל של הרשת בריבוי שערים משתמשים להערכת פיזור המתח בשערים הפתוחים, המתחים בשפות אי-הרציפות מיוצגים על ידי מקורות הזרם המגנטי שווה הערך, כפי שאפשר לראות באיור 1 (a). המשרעת (האמפליטודה) M של האלמנטים של הזרם המגנטי גדולה פי שניים מזו של המתח בנקודת השפה באותו מיקום, והמופע של הזרם המגנטי שווה למופע של המתח המתאים לו. הקרינה הכוללת מחושבת באמצעות סופר פוזיציה של השדה הרחוק המוקרן על ידי כל מקטע. אם נעיין במערכת הקואורדינטות, שנראית באיור 1 (b), נוכל לרשום את עקומת השדה הרחוק במונחים של מתחים באלמנטים השונים. כאשר המתח באיבר ith מסומן כ- אנו מקבלים

 

ו-N הוא מספר השערים


, מגדירים את המיקום של איבר הזרם המגנטי ith, k0 הוא מספר הגלים בחלל ריק

, הוא הרוחב של האיבר ith. הגורם 2 שמופיע במשוואה (1) מבטא את השיקוף של הזרם המגנטי ביחס למישור ההארקה. ההספק המוקרן מחושב על ידי ביצוע אינטגרציה של הווקטור Poynting על פני מחצית המרחב, ואפשר לכתוב אותו בדרך הבאה

(2)
השדות ו- מבוטאים במונחים של כ-

(3)
(4)

כאשר
(5)

(6)

(7)

(8)

את ההספק המוקרן אפשר לבטא כשבר של הספק הכניסה 10log10 (Pr/Pi) dB.
את הפסדי הקרינה אפשר לבטא כהפסדי הקרינה ב- (dB):
(9)

Pi הוא הספק הכניסה בשער 1. את Pi מחשבים מתוך זרם הכניסה והעכבה (אימפדאנס) בכניסה של אי הרציפות, עם סיומת בעומסים עם תיאום בשערים האחרים.

איור 2. (מימין) תצורה של מערך אנטנות מיקרוסטריפ של 64 אלמנטים (a) רשת הזנה מקבילית (b) רשת הזנה מקבילית טורית. איור 3. (משמאל) תצורה של מערך אנטנות מיקרוסטריפ של 256 אלמנטים (a) מערך סוג A b מערך סוג B.

מזעור ההפסדים במערכי אנטנות מיקרוסטריפ

אחד היתרונות החשובים של אנטנות מיקרוסטריפ הוא הפשטות של מבנה מערך האנטנות, (סימוכין [1] – [4]). את האלמנטים הקורנים אפשר ליצור באיכול (etching) יחד עם רשת ההזנה כמבנה משולב, שמוביל לתכנון קומפקטי מאוד ובעלות נמוכה למדי. על אף שהטכניקה לתכנון רשתות הזנה מבוססת, קיימים כמה קשיים שמופיעים בעת מימושה בתדרי גלים מילימטריים. ההפסדים בקו מיקרוסטריפ גדלים במידה ניכרת בתדרים של גלים מילימטריים. הפסדי מוליכים, הפסדים דיאלקטריים והפסדי קרינה הם המרכיבים המשמעותיים ביותר של ההפסד במערכי אנטנות מיקרוסטריפ של גלים מילימטריים. בתדרים הנעים בטווח שבין 30 ל- 40 ג’יגה הרץ, הפסדי המוליכים נמצאים בטווח שבין 0.15dB ל-0.2dB לכל אורך גל, ההפסדים הדיאלקטריים נעים סביב 0.045dB לכל אורך גל בקו של 50 אוהם במצע של 10 mil עם .
האופי הפתוח של תצורת מיקרוסטריפ סובל מקרינה. במערכי אנטנות מיקרוסטריפ של גלים מילימטריים, קיימים יותר כיפופים, צומתי T ואי-רציפויות אחרות ברשת ההזנה, והפסדי הקרינה גדלים באופן משמעותי. לדוגמה, הפסד קרינה של כיפוף זווית ישרה בקו של 50 אוהם במצע duroid של 10 mil עם

, הוא 0.1dB ב- 30 ג’יגה הרץ ו-0.17dB ב- 40 ג’יגה הרץ.
אפשר להקטין את ההפסדים הדיאלקטריים בעזרת מצעים עם הפסד דיאלקטרי נמוך. על מנת למזער את הפסדי הקרינה, מספרם של אי-הרציפויות, כגון כיפופים וצומתי T, צריך להיות קטן ככל האפשר. קרינה שנפלטת מקו מיקרוסטריפ מפותל קטנה יותר בהרבה בהשוואה לקרינה שמוקרנת מקו עם כיפוף בזווית ישרה. יתר על כן, על מנת להקטין את הפסדי הקרינה ברשת ההזנה, רוחב קו המיקרוסטריפ מתוכנן להיות פחות מ- במצע של 0.25 מילימטר עם
.

טבלה 1. ביצועים של מערכי אנטנות microstrip של 64 אלמנטים

טבלה 2. ביצועים של מערכי אנטנות microstrip של 256 אלמנטים

איור 4. אנטנה בצימוד עם נגד (a) תרשים בלוקים (b) פיקסל יחיד במערך.

את הפסדי המוליכים אפשר להקטין למינימום על ידי תכנון אורך קצר ככל האפשר של רשת הזנה לכל אורך גל. באמצעות השימוש בתכנון רשת הזנה בריבוי שכבות, אורך רשת ההזנה לכל אורך גל מוקטן למינימום במידה משמעותית. ציפוי זהב של קווי מיקרוסטריפ מקטין את הפסדי המוליכים. כבלים קואקסיאליים להפסדים נמוכים יכולים להחליף מקטעים ארוכים של קווי מיקרוסטריפ ברשת ההזנה של מיקרוסטריפ. לדוגמה, הפסדי המעבר (insertion loss) של כבל גמיש ב- 30 ג’יגה הרץ הם 0.039dB לכל סנטימטר. ואולם, הפסדי המעבר ב-30 ג’יגה הרץ של קו microstrip של 50 אוהם על מצע של 10 mil עם יהיה 0.2dB בערך. ההחלפה של קו microstrip באורך של עשרה סנטימטר, בקו שידור קואקסיאלי, תגרום להפסד לרדת ב- 1.6dB. הקו הקואקסיאלי יכול להיות חלק אינטגראלי מרשת ההזנה או הוא יכול להיות חלק משובץ במישור ההארקה המתכתי. ביצוע המעבר מקו מיקרוסטריפ לקו קואקסיאלי הוא פשוט למדי. המוליך המרכזי בקו הקואקסיאלי מולחם אל קו מיקרוסטריפ והמוליך החיצוני מולחם או מודבק אל מישור ההארקה, בעזרת דבק מוליך.

איור 5. מערך גילוי (a) הרעיון של המערך (b-תמונה תחתונה) מודל חישוב של צימוד הדדי.

מערכים של 64 ו-256 אנטנות מיקרוסטריפ עם נצילות גבוהה
את מערכי אנטנות מיקרוסטריפ עם רשתות הזנה שמשולבות יכולים לחלק באופן נרחב למערכים שמוזנים על ידי הזנות מקבילות ומערכים שמוזנים בהזנות טוריות. בדרך כלל, מערכים שמוזנים באופן טורי יהיו בעלי נצילות גבוהה יותר ממערכים שמוזנים באופן מקבילי. עם זאת, למערכים שמוזנים באופן מקבילי יש פיזור חרירים מבוקר היטב.
תוכננו שני מערכי אנטנות מיקרוסטריפ לפס Ka, שמורכבות מ-64 אלמנטים קורנים ב-35 ג’יגה הרץ. האנטנה מורכבת משתי שכבות. השכבה הראשונה מורכבת ממצע דיאלקטרי RT-Duroid 5880 של 0.25 מילימטרים. הממד של ה”אנטנת המיקרוסטריפ ” הוא 3×3 מ”מ. המערך הראשון משתמש ברשת הזנה מקבילית והמערך השני משתמש ברשת הזנה מקבילית – טורית, כפי שמוצג באיורים 2 (a) ו-2 (b). השוואה של ביצועי המערכים מוצגת בטבלה 2. התוצאות המופיעות בטבלה 1 מאשרות שלמערך המוזן באופן מקבילי – טורי יש נצילות גבוהה יותר מזו שיש למערך המוזן באופן מקבילי, בשל הקטנה למינימום של מספר אי-הרציפויות ברשת ההזנה המקבילית טורית.
המערך המוזן באופן מקבילי טורי עבר שינוי על ידי שימוש בקו קואקסיאלי של חמישה סנטימטר על מנת להחליף קו מיקרוסטריפ באותו אורך. התוצאות שמופיעות בטבלה I מצביעים על כך שהנצילות של מערך שמוזן באופן מקבילי טורי המשלב קו קואקסיאלי ברשת ההזנה היא 67.6% בערך, כתוצאה מהקטנה למינימום של אורך קו מיקרוסטריפ.
תוכננו שני מערכי אנטנות מיקרוסטריפ, אשר מתבססים על 256 אלמנטים קורנים. במערך הראשון, סוג A כפי שניתן לראות באיור 3 (a), מספר אי-הרציפויות בקו מיקרוסטריפ הוקטן למינימום.

איור 6. התוצאות המחושבות של פרמטר S11 באנטנת "מיקרוסטריפ".

איור 7. עקום קרינה תלת מימדי (a) אנטנת דיפול (b) אנטנת מיקרוסטריפ

המערך השני, סוג B כפי שאפשר לראות באיור 3 (b), משלב יותר אי-רציפויות של כיפופים ברשת ההזנה. השוואה של הביצועים של המערכים מופיעה בטבלה II. המערך מסוג A עם 256 אלמנטים קורנים עבר שינוי על ידי שימוש בקו קואקסיאלי של 10 סנטימטר שהחליף את קו מיקרוסטריפ באותו אורך. השוואת הביצועים של המערכים המופיעה בטבלה II מוכיחה שהשבח של המערך שעבר שינוי גדל ב-1.6dB.
התוצאות המופיעות בטבלה II מאמתות את ההשערה שלמערך סוג A יש נצילות גבוהה יותר מאשר למערך סוג B, בשל הקטנה עד למינימום של מספר אי-הרציפויות בכיפופים שנעשו ברשת ההזנה של מערך סוג A.

מערך גילוי אנטנות
בתחום תדר W לחישה
ההפסדים ברשת ההזנה של קו מיקרוסטריפ גבוהים ביותר בטווח התדירויות של תחום תדר W. בתדירויות של תחום תדר W אנו יכולים לתכנן מערכי חישה. התפישה של המערך מבוססת על אנטנה בצימוד עם נגד. משטח צימוד ישיר של אנטנה אל נגד גשר מיקרו בעיבוד מיקרו משמש לחימום ולחישה. איור 4 (a) מציג תרשים בלוקי פיקסלים.
האנטנה קולטת קרינה של גלים מילימטריים. הספק הקרינה משודר לנגד שמבודד מבחינה תרמית ומצומד לנגד טיטניום (Ti). ההספק החשמלי מעלה את הטמפרטורה של המבנה בזמן תגובה קצר. אותו נגד עצמו משנה את הטמפרטורה שלו, ומכן גם את ההתנגדות החשמלית שלו. איור 4 (b) מציג פיקסל יחיד במערך. הפיקסל מורכב מאנטנת “מיקרוסטריפ”, מרשת תיאום, מנגד מודפס ומרפידות מתח ישר. הנגד המודפס מרכיב קווי טיטניום, נגד טיטניום בצימוד עם נגד מבודד.
טווח התדרים של 92 ג’יגה הרץ עד 100 ג’יגה הרץ הוא הבחירה הטובה ביותר. בטווח התדירויות 30 – 150 ג’יגה הרץ יש ניגוד מוכח בין קרקע, שמיים וגורם עבירות (transmittance) גבוה של בגדים. שיקולי גודל ורזולוציה מעודדים שימוש בתדירויות שמעל ל-100 ג’יגה הרץ. החדירות האופיינית של ביגוד ב- 100 ג’יגה הרץ היא 1dB וב-1 טרה הרץ החדירות היא 5dB – 10dB. שיקולים של אפיון ומדידות מעודדים שימוש בתדירויות נמוכות יותר. טווח התדירויות של 100 ג’יגה הרץ מאפשר שימוש ברוחב פס מספיק כאשר משתמשים בהארה. טווח התדירויות של 100 ג’יגה הרץ הוא הפשרה הטובה ביותר. באיור 5 (a) מוצג הרעיון של המערך. אפשר להשתמש בכמה סוגים של אנטנות מודפסות כאלמנטים של מערך, כמו למשל דו – קוטב מסוג עניבת פרפר (bow tie), אנטנה מסוג “מיקרוסטריפ” ואנטנת חריצי תהודה טבעתיים. תוכנת HFSS שימשה כדי לחשב את השפעות הצימוד ההדדי שבין הפיקסלים במערך הגילוי, כפי שאפשר לראות באיור 5 (b). תוצאות החישוב מראות שההספק המתפזר על הפיקסלים המרכזיים במערך גבוה באחוז אחד עד שני אחוזים, מאשר ההספק המתפזר על פיקסלים שנמצאים בפינות של המערך. אפשר ליצור את מערך הגילוי מ-256 עד 1024 אלמנטים. אנטנת דו – קוטב, עניבת פרפר ואנטנת “מיקרוסטריפ” יכולות להיחשב כאלמנטים של המערך. התוצאות המחושבות מראות שהכיווניות של אנטנות דו קוטביות מסוג עניבת פרפר נמצאת סביב 5.3dBi, והכיווניות של אנטנת “מיקרוסטריפ” היא סביב 4.8dBi. עם זאת, האורך של אנטנת דו קוטב מסוג עניבת פרפר הוא כ- 1.5 מילימטר, ואילו הגודל של אנטנת “מיקרוסטריפ” הוא 620×620 מיקרו מטר בערך. רוחב הפס של אנטנה דיפול מסוג עניבת פרפר גדול יותר מזה של אנטנת מיקרוסטריפ. ואולם, רוחב הפס של אנטנת מיקרוסטריפ עומד בדרישות המפרט החשמלי של מערך הגילוי. גודל אנטנת המיקרוסטריפ קטן באופן משמעותי מגודלו של דיפול מסוג עניבת פרפר. תכונה זו מאפשרת את תכנון המערך עם מספר גדול יותר של אלמנטים קורנים. הרזולוציה של מערך גילוי עם מספר גדול יותר של אלמנטים קורנים תהיה טובה יותר. לרשת התיאום שבין האנטנה לבין הנגד יש גודל קטן יותר עבור אנטנת מיקרוסטריפ מאשר עבור אנטנת דיפול מסוג עניבת פרפר. רשת התיאום שבין האנטנה והנגד מורכבת מ-stubs במבנה מיקרוסטריפ. איור 6 מציג את פרמטר S11 של אנטנת מיקרוסטריפ. איור 7 (a) מציג עקום קרינה תלת ממדית של אנטנת דיפול מסוג עניבת פרפר. באיור 7 (b) מוצג עקום קרינה תלת מימדי של אנטנת המיקרוסטריפ.

הערות לסיכום
במאמר זה הוצגו מערך אנטנה מיקרוסטריפ של 64 אלמנטים עם נצילות של 67.6% ומערך אנטנות מיקרוסטריפ של 256 אלמנטים עם נצילות של 50.47%. שיטות להקטנת הפסדים במערכי אנטנות מיקרוסטריפ לגלים מילימטרים תוארו אף הן במאמר זה. התוצאות שהוצגו במאמר הראו שיש לקחת בחשבון את הפסדי הקרינה על מנת להשיג תכנון מדויק של מערך אנטנות מיקרוסטריפ בתדרים של גלים מילימטריים. על ידי הקטנה למינימום של אי-רציפויות במיקום של הכיפופים, הוגדל השבח של מערך 256 אנטנות מיקרוסטריפ ב-1dB. הפסדים ברשת הזנת microstrip יוצרים הגבלה משמעותית ביישומים האפשריים של מערכי אנטנות מיקרוסטריפ בתדרים של גלים מילימטריים. מערך של אנטנה “מיקרוסטריפ” בצימוד עם נגד, מוריד את השפעת ההפסדים ברשת הזנת המערך. המערך יכול להיות מורכב מ-256 ועד 1024 אלמנטים ב- 94 ג’יגה הרץ או ב-220 ג’יגה הרץ. כמו כן הוצגו כמה יישומים של מערכי אנטנות מיקרוסטריפ של גלים מילימטריים. אפשר לממש מערכי אנטנות microstrip של גלים מילימטריים בערוצי תקשורת, במאתרים (seekers) ובמערכי גילוי.
סימוכין
[1]. J.R. James, P.S Hall and C. Wood, “Microstrip Antenna Theory and Design”,1981.
[2]. A. Sabban,” A New Wideband Stacked Microstrip Antenna”, I.E.E.E Antenna and Propagation Symp., Houston, Texas, U.S.A, June 1983.
[3]. A. Sabban, E. Navon ” A MM-Waves Microstrip Antenna Array”, I.E.E.E Symposium, Tel-Aviv, March 1983.
[4]. A. Sabban, ”Wideband Microstrip Antenna Arrays”, I.E.E.E Antenna and Propagation Symposium MELCOM, Tel-Aviv,1981.
[5]. A. Sabban and K.C. Gupta, “Characterization of Radiation Loss from Microstrip Discontinuities Using a Multiport Network Modeling Approach”, I.E.E.E Trans. on M.T.T, Vol. 39,No. 4,April 1991,pp. 705-712.
[6]. P.B. Kathei & N.G. Alexopoulos, (1985). Frequency-dependent characteristic of microstrip, vol. MTT-33, discontinuities in millimeter-wave integrated circuits, IEEE Trans. Microwave Theory Tech, vol. pp.
1029-1035, Oct. 1985.
[7]. G. Kompa and R. Mehran, “Planar waveguide model for computing microstrip components” ,Electron Lett., vol. 11, no. 9, pp. 459-460, 1975.
[8]. A. Sabban, Ph.D Thesis,”Multiport Network Model for Evaluating Radiation Loss and
Coupling Among Discontinuities in Microstrip Circuits”, University of Colorado at Boulder, January 1991.
[9] M. M Milkov,“Millimeter-Wave Imaging System Based on Antenna-Coupled Bolometer”, MSc Thesis, UCLA (200)
[10] G. de Lange et. al., “A 3*3 mm-wave micro machined imaging array with sis mixers”, Appl. Phys. Lett. 75 (6), pp. 868-870 (1999)
[11] A. Rahman et. al., “Micromachined room temperature microbolometers for mm-wave
detection”, Appl. Phys. Lett. 68 (14), pp. 2020-2022 (1996)
[12] A. Luukanen et. al., US Patent 6242740 (2001)
[13] M. D. Jack et. al., US Patent 6329655 (2001)
[14] G. N. Sinclair et. al., “Passive millimeter wave imaging in security scanning”, Proc. SPIE Vol. 4032 (2000), pp. 40-45.

תגובות סגורות