77 GHz Merkez Frekansındaki Otomotiv Radarları için Çift Polarizasyonlu Anten Dizisi Tasarımı

Year 2022, Volume: 22 Issue: 6, 1346 - 1352, 28.12.2022

Furkan Muhammed Taydaş , Selçuk Paker

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1145751

Abstract

Bu bildiride, orta menzil otomotiv radarlarında kullanılmak üzere ±45° eğik polarizasyona, -20 dB yan kulakçık seviyesine sahip ve kazancı 16.3 dB, yarı güç hüzme genişliği yanca ekseninde 10° olan bir mikroşerit dizi anten sunulmuştur. Genlik bastırma yöntemleri ile tasarlanan seri besleme devresi dizi antenin beslemesinde kullanılmış ve düşük yan kulakçık seviyesi elde edilmiştir. Böylece yanlış alarm oranı azaltılmıştır. Yama anten dizisinin polarizasyonu ±45° eğik olacak şekilde ikinci bir besleme hattı yerleştirilmiş ve böylece çift polarizasyon özelliği elde edilerek toplanan bilginin doğruluğu arttırılmıştır. Bilgisayar destekli tasarım programı ile benzetimi yapılan antenin sonuçları ile orta menzil otomotiv radarlarının ihtiyaç duyduğu anten özellikleri karşılanmıştır.

Keywords

Otomotiv radarları, Dizi anten, Çift eğik polarizasyon, Düşük yan kulakçık seviyesi

Thanks

Bu çalışmaya katkılarından dolayı Dr. Koray Sürmeli ve Dr. Türker İsenlik’e teşekkürlerimizi sunarız.

Dual Polarization Antenna Array Design for Automotive Radars at 77 GHz Center Frequency

Abstract

In this paper, a microstrip array antenna with ±45° slant polarization, -20 dB side lobe level and 16.3 dBi gain, half power beamwidth 10° in the azimuth axis is presented for use in mid-range automotive radars. In the array antenna, low side lobe level is obtained by using the serial feeder circuit designed with amplitude suppression methods. Thus, the false alarm rate is reduced. A second feed line was placed with the polarization of the patch antenna array tilted by ±45°, thus increasing the accuracy of the collected information by obtaining the double polarization feature. With the results of the antenna simulated with the computer aided design program, the antenna features required by the mid-range automotive radars have been met.

Keywords

Automotive radars, Array antenna, Dual slant polarization, Low side lobe level

References

• Adnan, N.H.M., Rafiqul, I., Alam, Z., 2017. Effects of inter element spacing on large antenna array characteristics. IEEE 4th International Conference on Smart Instrumentation, Measurement and Application (ICSIMA), 2017, 1-5.
• Aydemir, A.E., 2017. Development of K band microstrip patch antenna array for traffic radars. Yüksek Lisans Tezi, Orta Doğu Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 74.
• Balanis, C. A., 2016. Antenna Theory: Analysis and Design 4th Edition. John Wiley & Sons, Inc. 719-875.
• Bamy, C.L., Mbango, F.M., Konditi, D.B.O., Mpele, P.M., 2021. A compact dual-band Dolly-shaped antenna with parasitic elements for automotive radar and 5G applications. Heliyon, 7, 1-7.
• Dawoud, M.M., Amjad, M.K., 2005. Analytical solution for mutual coupling in microstrip patch antenna arrays. The Arabian Journal for Science and Engineering. 31, 47-60.
• Elo, Y.L., Zulkifli, F.Y., Rahardjo, E.T., 2017. Design of wideband microstrip antenna with parasitic element for 4G/LTE application. 15th International Conference on Quality in Research (QiR): International Symposium on Electrical and Computer Engineering. 2017, 110-113.
• Hasch, J., Topak, E., Schnabel, R., Zwick, T., Weigel, R., Waldschmidt, C., 2012. Millimeter-wave technology for automotive radar sensors in the 77 GHz frequency band. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 60, 845-860.
• Herrero P., Schoebel, J., 2018. Planar antenna array at D-band fed by rectangular waveguide for future automotive radar systems. 38th European Microwave Conference. 2008, 1030-1033.
• Porter, B.G., Rauth, L.L., Mura, J.R., Gearthart, S.S., 1999. Dual-polarized slot-coupled patch antennas on Duroid with teflon lenses for 76.5-GHz automotive radar systems. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 47, 1836-1842.
• Shin, D., Kim, K., Kim, J., Park, S., 2013. Design of low side lobe level milimeter-wave microstrip array antenna for automotive radar, Proceedings of the International Symposium on Antennas & Propagation. 2013, 677-680.
• Sürmeli, K., Türetken, B., 2011. U-slot stacked patch antenna using high and low dielectric constant material combinations in S-band, XXXth URSI General Assembly and Scientific Symposium. 2011, 1-4.
• Toit, L., Cloete, J., 1987. Dual polarized linear microstrip patch array, Antennas and Propagation Society International Symposium. 1987, 810-813.
• https://rogerscorp.com/advanced-electronics-solutions/ro3000-series-laminates/ro3003-laminates, (25.06.2022)