Antena patch - l
Antena patch - un tip popular de antenă cu microunde bandă îngustă constând dintr-o lamă metalică plat montat pe sol spațiate placă paralelă. De obicei, această construcție este închisă într-o carcasă de plastic radiotransparent ca să-l protejeze împotriva deteriorării mecanice și din motive estetice. Aceste antene sunt ușor de fabricat și pot fi ușor modificate în anumite condiții tehnice. Antena plasture poate fi utilizat ca un dispozitiv autonom și ca un radiator pentru construirea unor sisteme mai eficiente bazate pe reflectoare parabollicheskih. antena patch-uri este foarte similar cu antena microstrip, care nu este altul decât antena patch-uri dispuse pe un substrat dielectric.
antenă de design
Cea mai simpla antena de patch-uri este un pătrat cu un lob lateral este jumătate de lungime de undă deasupra solului mai mare dimensiune placa. (Cu cât placa este măcinată, cu atât mai bine directivitatea antenei și cea mai mare dimensiune. Adesea, placa de bază face lobe doar puțin mai mare.) Fluxurile curente în aceeași direcție ca și alimentator, astfel încât potențialul vector și în consecință, câmpul electric ca urmare a curentului așa cum este indicat de săgeata E. o antenă simplu plasture radiază o undă polarizată liniar. radiația poate fi considerată ca fiind două fante de radiații pe marginile antenei, sau, echivalent, ca urmare a fluxului de curent în placa de petale și sol.
câștig de
Câștigul de o antenă microstrip patch dreptunghiular cu dielectric aer poate fi estimată aproximativ după cum urmează. Deoarece lungimea lobului este jumătate din lungimea de undă, petalei poate fi predstvait ca un dipol jumătate de undă, dând aproximativ 2 dB câștig lobe în axa verticală. Dacă pătrat petale, acesta poate fi considerat ca două dipol jumătate de undă, distanțate un sfert de lungime de undă, ceea ce face Yeshe 2-3 dB de câștig. placa de masă scuturi radiația emisă de partea din spate a antenei și reduce puterea medie radiată de volum de două ori, care dă un alt 2-3 dB. Adăugarea împreună usilieniya primi plasture antena este egal cu coeficientul de 7-9 dB, care este de acord bine cu evaluările mai stricte.
model direcțional
Un model tipic de radiație a unei antene patch-uri de 900 MHz, polarizat liniar este prezentat mai jos. Figura prezintă o secțiune în plan orizontal. Modelul directivitate în plan vertical este similar, dar nu identice. Logaritmică grafic scara, astfel încât, de exemplu, puterea radiată în direcția de 180 ° (90 ° stânga axei verticale) este de 15 dB mai mic decât puterea lobului principal. Lățimea lobului principal de aproximativ 65 °, uslieniya coeficient în direcția fasciculului 9 dBi. O placă infinit de mare la sol scuturi complet emisfera înapoi (de la 180 ° la 360 °), cu toate acestea, placa de pământ antena reală are dimensiuni finite. Prin urmare, puterea de radiație în direcția opusă (lobului posterior al modelului directivitate) mai mică decât puterea lobului principal al radiației este de numai aproximativ 20 dB.
banda de trecere
Lățimea de bandă a unei antene patch depinde puternic de distanța dintre petale și sol. Mai aproape de tab-ul la sol, mai puțină energie este radiată sau mai mare este stocată în capacitatea și inductanța și mai mare factorul de calitate al antenei. Aproximativ, lățimea de bandă a antenei poate fi estimată prin formula:
unde d - distanța de la lobul la sol (), W - lățimea lobului (în mod tipic jumătate de lungime de undă), Zo - impedanța întrefierul dintre lobul și sol, și Rrad - Impedanță antenă radiații. antena de transmisie de bandă relativă este dependentă liniar de grosimea ei. Valoarea impedanța caracteristică a întrefierului 337 ohmi, iar rezistența la radiații a 150 ohmi, ceea ce simplifică formula:
Pentru pătrat lobului 900 MHz, W este de aproximativ 16 cm. Antenele Grosime 1.6 cm va oferi lățimea de bandă relativă de 1,2 (1,6 / 16) ≈ 12%, sau 120 MHz.
Antena patch este ușor de fabricat printr-o metodă de imprimare. Acest lucru sa întâmplat au fost obtinerea un pic mai mici, dar pentru că grosimea lor este mai mică de lățime de bandă scade foarte bine datorită creșterii de merit. Reducerea lățimii de bandă proporțional permitivitatea substrat. Lățimea caracteristică a lățimii de bandă antena patch imprimat este câteva procente. De multe ori, antena placa de patch-uri reale la sol este doar ușor petale mari, care de asemenea, reduce eficiența. O metodă de a conduce antena afectează, de asemenea, lățime de bandă.
Dreptunghiular antenă (nu pătrat) poate fi utilizată pentru a produce un model fascicul de ventilator, în care lățimea lobului vertical și orizontal diferă semnificativ. În plus pătrat poate fi utilizat de asemenea smoală circulară sau poligonală. Calcularea caracteristicilor radiante ale acestor antene este considerabil mai complicată.
polarizare circulară
Este posibil de a produce antena patch-uri cu polarizare circulară. O modalitate de a alimenta un lob pătrat convențional al celor două puncte, rămase în fază cu 90 °. În acest caz, atunci când, să zicem, curentul vertical maxim, curentul orizontal este 0. Un ciclu sfert mai târziu, situația este inversată, iar câmpul devine orizontal. Câmpul radiat se va roti cu timpul, astfel încât polarizarea sa este circulară. Prin variația cantității de schimbare de fază între cele două puncte de alimentare cu energie, se poate realiza orice polarizare liniara circulara. O altă modalitate de a obține polarizare circulară, această alimentare lob pătrat de un singur punct, ci pătrunde în ea fantă asimetric sau o formă gaură pentru a se deplasa pe direcția curentului. Este de remarcat faptul că, deși discul și petalele pot fi folosite pentru o astfel de tehnică nu au neapărat o polarizare circulară. De exemplu, petală disc simetric, alimentat la un moment dat, emite unda polarizat liniar. În cele din urmă, dacă petală aproape pătrată, a cărei lungime este puțin mai mare, iar lățimea este oarecum mai mică decât jumătate din lungimea de undă în unghiul punctul de alimentare, polarizarea radiației sale ar fi circulară.