Антенналар - сымсыз байланыс жүйелерінің маңызды компоненттері. Олар әр түрлі қосымшалар, соның ішінде Wi-Fi, Bluetooth, ұялы желілер және спутниктік байланыс үшін пайдаланылатын радио сигналдарын тарату және алу үшін жауап береді. Антеннаның өткізу қабілеттілігі оның нақты қолданбалы үшін оның жұмысы мен жарамдылығын анықтайтын маңызды параметр болып табылады. Бұл мақалада олардың төмен профилі мен дайындық жеңілдіктері арқасында кеңінен қолданылатын патша антенналарының өткізу қабілеттілігін арттыру стратегиясын зерттейді.
Патч антенналарын және олардың өткізу қабілеттілігін арттыру бойынша өткізу қабілеттерін жоғарылату үшін патша антенналарын және олардың өткізу қабілеттілігін түсіну
Патша антенналарын және олардың өткізу қабілеттілігін түсіну
Патч антенналары - бұл диэлектрлік субстраттың бір жағында және екінші жағындағы жердегі жазықтық радиациялық патчтан тұратын MicroStrip антеннасының түрі. Олар сымсыз байланыс жүйелерінде, олардың төмен профилі, жеңіл, жеңіл және жеңілдіктеріне байланысты кеңінен қолданылады. Патч антенналарын арнайы қолданбаларға сәйкес келетін тікбұрышты, дөңгелек, және эллиптикалық сияқты әртүрлі пішіндермен жобалауға болады.
Патч антеннасының өткізу қабілеттілігі антенна тиімді жұмыс істейтін жиілік диапазоны ретінде анықталады. Ол әдетте антеннаның қайтарымдылығы 10 дБ-ден асатын жоғарғы және төменгі жиілік нүктелерінің арасындағы айырмашылық ретінде өлшенеді. Жоғары өткізу қабілеті антеннаға көптеген жиіліктермен жұмыс істеуге мүмкіндік береді, бұл жоғары деректерді қажет ететін заманауи байланыс жүйелері үшін қажет және бірнеше жиілік жолақтарын қолдайды.
Патч антенналары олардың тар өткізу қабілеттілігімен танымал, бұл әдетте орталық жиіліктің 5% -дан аз. Бұл шектеу, ең алдымен, радиациялық патчтың аз мөлшеріне байланысты, ол жоғары сапа факторына (q) және, сәйкесінше, тар өткізу қабілеттілігіне әкеледі. Патшалық антенналардың өткізу қабілеттілігіне, соның ішінде диэлектрлік субстрат, патчтың мөлшері мен формасы және тамақтандыру механизміне әсер етеді.
Өткізу қабілеттілігін арттырудағы қиындықтар
Патч антенналарының өткізу қабілеттілігін арттыру - бұл өткізу қабілеті, пайда, тиімділік және мөлшердегі сауда-саттықтың арқасында күрделі міндет. Патч антенналарының тар өткізу қабілеттілігі, ең алдымен, олардың жоғары сапа факторына байланысты (Q), бұл антеннада жоғалған энергияның өлшемі болып табылады. Жоғары Q мәні тар өткізу қабілеттілігінің жоғары нәтижесі, ал төменгі Q мәні диодты қорғаудың кеңінен басталады.
Патчтаның антенналарына, соның ішінде диэлектрлік субстрат, патчтың мөлшері мен формасы және тамақтандыру механизміне бірнеше факторлар ықпал етеді. Диэлектрлік субстрат таңдау өте маңызды, өйткені ол антеннаның тиімді диэлектрлік тұрақты және жоғалуының тангенін анықтайды. Төмен шығындармен таныс және жоғары диэлектрлік тұрақты субстраттар артықшылыққа ие, бірақ олар көбінесе кіші және одан да жоғары деңгейге әкеледі.
Патчтың мөлшері мен формасы өткізу қабілеттілігін анықтауда маңызды рөл атқарады. Үлкенірек патчтар төменгі Q және кең өткізу қабілеттілігіне бейім, бірақ олар ықшам қосымшалар үшін жарамсыз. Коаксиалды зонд, Microstrip Line немесе Awerture Mobling сияқты тамақтандыру механизмі қосымша шығындар мен резонанстармен танысу арқылы өткізу қабілеттілігіне әсер етуі мүмкін.
Осы факторлардан басқа, массив конфигурациясындағы бірнеше патчтар арасындағы өзара байланыстыру өткізу қабілеттілігіне әсер етуі мүмкін. Көршілес патчтардың өзара әрекеті антеннаның жалпы көлеміне әсер етуі мүмкін тиімді диэлектрлік тұрақты және радиациялық үлгінің өзгеруіне әкелуі мүмкін.
Өткізу қабілеттілігін арттырудың жобалық стратегиясы
Патч антенналарының өткізу қабілеттілігін арттыру үшін бірнеше дизайн стратегияларын қолдануға болады. Бұл стратегиялар паразиттік элементтерді қамтитын қалың диэлектрлік субстраттарды қолдану, саңылауларды қосу және көп резонанстық әдістерді қолдануды қамтиды.
Қалың диэлектрлік субстраттарды пайдалану: Патч антеннасының өткізу қабілеттілігін арттырудың қарапайым әдістерінің бірі - қалың диэлектрлік субстрат қолдану. Қалың субстрат Антеннаның Q коэффициентін азайтады, нәтижесінде беделді өткізу қабілеті нашар. Алайда, бұл тәсіл барлық қосымшаларға сәйкес келмеуі мүмкін, тиімділіктің жоғарылауына және тиімділігінің артуына әкелуі мүмкін.
Паразиттік элементтерді қосу: Директорлар мен шағылыстырғыштар сияқты паразиттік элементтерді, оның өткізу қабілеттілігін арттыру үшін патша антеннасына қосуға болады. Бұл элементтер қоректендіру сызығына тікелей қосылмаған, бірақ радиациялық патчпен электромагниттік муфталар арқылы араласпайды. Паразиттік элементтердің ұзындығын және аралықын мұқият жобалау арқылы антеннаның өткізу қабілеттілігін арттыруға болады. Бұл техника әдетте Яги-Удаль антенналарында қолданылады, онда бірнеше режиссерлер өткізу қабілеті мен пайдасын арттыру үшін пайдаланылады.
Aperture муфтасын қолдану: Aparture муфтасы - бұл антеннаны жердегі ұяшықтағы ұя немесе тесік арқылы беруді қамтитын әдіс. Бұл әдіс Q коэффициентін азайтуға және антеннаның өткізу қабілеттілігін арттыруға көмектеседі. Сондай-ақ, саңылаулы муфта жем желісі мен радиациялық патч арасында жақсартылған оқшаулануды қамтамасыз етеді, олар қажетсіз муфтаны азайтады және антеннаның өнімділігін жақсартады.
Көп резонанстық әдістерді қолдану: Көп резонанстық әдістер бірнеше резонанстық жиіліктерді қолдау үшін патша антеннасын жобалауды қамтиды. Бұған әр түрлі патчтар пішіндер, мысалы, жиналған патчтар немесе ендірілген патчтар, мысалы, слоттар немесе кесектер сияқты қосымша резонанстық элементтерді енгізу арқылы қол жеткізуге болады. Резонанстық жиілікті мұқият реттеу арқылы антеннаның өткізу қабілеттілігін арттыруға болады. Бұл тәсіл әдетте 3,1-ден 10,6 ГГц-ге дейінгі жиілік диапазонында жұмыс істейтін UWB (ультра кең жолақты) антенналар сияқты кең жолақты антенналарда қолданылады.
Патч антенналарының өткізу қабілеттілігін арттырудың тағы бір тиімді әдісі - көп қабатты немесе жинақталған конфигурацияны қолдану. Бұл тәсілде бірнеше түзетулер тігінен жиналады, диэлектрлік субстратпен әр түрлі пәрмендермен бөлінген. Патчтар мен диэлектрлік қабаттардың өзара әрекеттесуі қосымша резеранс жасай алады, нәтижесінде беделді қорғау нәтижесі болады. Бұл әдіс әсіресе кең өткізу қабілеті бар ықшам антенналарды қажет ететін қосымшалар үшін пайдалы.
Сонымен қатар, біркелкі емес тамақтану әдістерін қолдану, сонымен қатар патша антенналарының өткізу қабілеттілігін арттыруға көмектеседі. Ұсталған немесе көп бөлінген берілім желісін пайдалану арқылы арна желісі мен антеннаның кедергілерін сәйкестендіруге болады. Бұл тәсілді сонымен қатар беделді өткізу қабілетіне қол жеткізу үшін паразиттік элементтер немесе саңылаулар сияқты басқа әдістермен біріктіруге болады.
Қорытынды
Патч антенналарының өткізу қабілеттілігін арттыру қиын, бірақ қол жеткізуге болатын мақсат. Паразиттік элементтерді қамтитын түрлі дизайн стратегияларын қолдану арқылы, мысалы, паразиттік элементтерді қолданып, саңылаулы муфтаны қолданады және көп резонанстық әдістерді қолдану, патша антенналарының өткізу қабілеттілігін айтарлықтай арттыруға болады. Бұл әдістер белгілі бір бағдарламалар үшін қажетті өткізу қабілеттілігіне қол жеткізу үшін жеке немесе үйлесімді пайдалануға болады.
Патч антенналарының өткізу қабілеттілігін арттыру, мысалы, пайда, тиімділік және өлшем сияқты өнімділік параметрлерінің құнын арттыруы керек екенін атап өткен жөн. Сондықтан, өтініштің және дизайнға қатысатын сауданың нақты талаптарына мұқият қарау керек. Осы факторларды теңестіру арқылы сымсыз байланыс жүйелерінің кең спектрі үшін қажетті өткізу қабілеттілігімен және өнімділік сипаттамасымен патч антенналарын жобалауға болады.
