(An illustration of this antenna is shown in Fig. 3.) The operational frequency is around 5.2 GHz, but frequency scaling of this design is quite simple since the only manufacturing tolerance is the minimum trace of the metals (no via processing required)
The major benefit of these structures, in comparison to structure in [3],
is the increased gain (by 3-6 dBs) that can be achieved based on the design of the antenna. The common dimensions of the antennas in Figs. 1 and 2 are as follows: the length and width of the reflectors, R, is (LR=) 245 x (WR=) 1002 mils, the length and width of the driven element, D, is (LD=) 724 x (WD=) 724 mils, and the lengths and widths of the director1, D1 and director2, D2, elements are (LD1=LD2=) 688 x (WD1=WD2=) 492 mils.
The distance between the elements along the x-axis (g) is 35 mils. These values were chosen to optimize the F/B ratio and the gain of the antenna.
Furthermore, the distances between the director1 and director2 elements are represented by S1 and S2, respectively.
S1 is 72 mils and S2 is 902 mils. The small value of S1 is due to the need to enhance the coupling between the driven element and the D1 elements, while conversely, the larger value for S2 is due to the need for a wide aperture length to achieve an increased gain.
These values were chosen to optimize the F/B ratio and the gain of the antenna.
In the microstrip bi-Yagi array design, two conventional microstrip Yagi arrays have been connected in a composite array format where a common D2 element has been used in order to prevent H-plane sidelobes that can arise when the center-to-center separation between the elements is greater than one wavelength (λ).
Although the center-to-center spacing between the driven elements is 1548 mils (1.5 λ), the H-plane sidelobes are 17 dB below the main beam.
Conversely, in the microstrip bi-Yagi array design, four conventional microstrip Yagi arrays have been connected in an array format where three common D2 elements are used to connect pairs of microstrip Yagi arrays.
The center-to-center spacing between the driven elements is also 1548 mils (1.5 λ).
A smaller value for center-to-center spacing (1.0-1.5 λ) can further minimize sidelobes in the H-plane, but the gain becomes smaller. On the other hand, larger values (greater than 2.0 λ) can greatly increase the gain at the expense of obtaining a sidelobe level (SLL) less than 8 dB.
So, this value (1.5 λ) is a tradeoff between achieving a minimal SLL and high gain.
The size of the substrate for the microstrip bi-Yagi array is 4560 x 5400 mils, while the quad-Yagi array has a size of 4940 x 8496 mils. The size of the substrate in the y-direction increases by 1548 mils each time a microstrip Yagi array antenna is added to the larger array to support the antenna.
Both antenna structures are designed on a double copper (Cu) clad board of RT/duroid 5880 material (εr=2.2, tan δ =0.0009 @ 10 GHz). The thickness of the substrate (h) is 62 mils.
(ภาพของเสาอากาศนี้จะแสดงในรูปที่ 3.) ความถี่ในการดำเนินงานอยู่ที่ประมาณ 5.2 GHz แต่ปรับความถี่ของการออกแบบนี้ค่อนข้างง่ายเนื่องจากความอดทนการผลิตเพียงอย่างเดียวคือการติดตามขั้นต่ำของโลหะ (ไม่ผ่านการประมวลผลที่จำเป็น) ประโยชน์ที่สำคัญของโครงสร้างเหล่านี้ในการเปรียบเทียบกับโครงสร้างใน [3], เป็นกำไรที่เพิ่มขึ้น (โดย 3-6 ดีบีเอส) ที่สามารถประสบความสำเร็จขึ้นอยู่กับการออกแบบของเสาอากาศ ขนาดที่พบบ่อยของเสาอากาศในมะเดื่อ ที่ 1 และ 2 มีดังนี้ความยาวและความกว้างของสะท้อนวิจัยคือ (LR =) 245 x (WR =) 1002 มิลความยาวและความกว้างขององค์ประกอบขับเคลื่อน D เป็น (LD =) 724 x ( WD =) 724 มิล, และความยาวและความกว้างของกรรมการ 1, D1 และกรรมการ 2, D2, องค์ประกอบ (LD1 LD2 = =) 688 x (WD1 WD2 = =) 492 มิล. ระยะห่างระหว่างองค์ประกอบตามแนวแกน x (ช) คือ 35 Mils ค่าเหล่านี้ได้รับการแต่งตั้งเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ F / B และอัตราส่วนกำไรจากเสาอากาศ. นอกจากนี้ระยะทางระหว่างกรรมการ 1 และองค์ประกอบกรรมการ 2 จะแสดงโดย S1 และ S2 ตามลำดับ. S1 เป็น 72 Mils และ S2 เป็น 902 Mils ค่าเล็ก ๆ ของ S1 เป็นเพราะความจำเป็นเพื่อเสริมสร้างการมีเพศสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบขับเคลื่อนและองค์ประกอบ D1 ในขณะที่ตรงกันข้ามค่าขนาดใหญ่สำหรับ S2 เป็นเพราะความจำเป็นที่จะต้องมีความยาวรูรับแสงกว้างเพื่อให้บรรลุผลกําไรที่เพิ่มขึ้น. ค่าเหล่านี้เป็น เลือกที่จะเพิ่มประสิทธิภาพของ F / B และอัตราส่วนกำไรจากเสาอากาศ. ในการออกแบบไมโครอาร์เรย์สองยากิ, สองอาร์เรย์ยากิไมโครทั่วไปได้รับการเชื่อมต่อในรูปแบบอาร์เรย์คอมโพสิตที่เป็นองค์ประกอบ D2 ร่วมกันถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันไม่ให้ H sidelobes เครื่องบินที่สามารถเกิดขึ้นเมื่อแยกศูนย์การศูนย์ระหว่างองค์ประกอบมากกว่าหนึ่งความยาวคลื่น (λ). แม้ว่าระยะห่างศูนย์การศูนย์ระหว่างองค์ประกอบขับเคลื่อนเป็น 1,548 มิล (1.5 λ), H-เครื่องบิน sidelobes 17 เดซิเบลด้านล่างคานหลัก. ในทางกลับกันในการออกแบบไมโครอาร์เรย์ยากิ bi-สี่อาร์เรย์ยากิไมโครทั่วไปได้รับการเชื่อมต่อในรูปแบบอาร์เรย์ที่สามองค์ประกอบทั่วไป D2 จะใช้ในการเชื่อมต่อคู่ของอาร์เรย์ยากิไมโคร. ศูนย์การ ระยะห่างการศูนย์ระหว่างองค์ประกอบขับเคลื่อนยังเป็น 1,548 Mils (1.5 λ). ค่าที่น้อยลงสำหรับศูนย์การศูนย์การเว้นวรรค (1.0-1.5 λ) ยังสามารถลด sidelobes ใน H-เครื่องบิน แต่กำไรจะมีขนาดเล็ก ในทางกลับกันค่าขนาดใหญ่ (มากกว่า 2.0 λ) มากสามารถเพิ่มกำไรจากการที่ค่าใช้จ่ายของการได้รับระดับ sidelobe (SLL) น้อยกว่า 8 dB. ดังนั้นค่านี้ (1.5 λ) เป็นถ่วงดุลอำนาจระหว่างบรรลุน้อย SLL และกำไรสูง. ขนาดของพื้นผิวสำหรับไมโครอาร์เรย์สองยากิเป็น 4560 x 5400 Mils ขณะที่อาร์เรย์แบบ quad-ยากิมีขนาด 4940 x 8496 Mils ขนาดของสารตั้งต้นในการเพิ่มขึ้นและทิศทางโดย Mils 1548 ทุกครั้งที่มีเสาอากาศยากิไมโครอาร์เรย์จะถูกเพิ่มในอาร์เรย์ขนาดใหญ่เพื่อรองรับเสาอากาศ. ทั้งโครงสร้างเสาอากาศได้รับการออกแบบบนทองแดงคู่ (Cu) คณะกรรมการเกราะของ RT / duroid 5880 วัสดุ (εr = 2.2 น้ำตาลδ = 0.0009 @ 10 GHz) ความหนาของพื้นผิว (ซ) เป็น 62 Mils
การแปล กรุณารอสักครู่..
