FPC және PCB енгізілген патч антенналарының жұмыс принциптері

ПХД-дегі ендірілген антенналар сымсыз құрылғылардағы кең таралған шешім болып табылады. Оларды жобалау және өндіру оңай және оларды ПХД-ның кез келген жеріне қоюға болады. Дегенмен, PCB кірістірілген антенналары да қоршаған ортаға өте сезімтал, бұл олардың өнімділігіне әсер етуі мүмкін. Бұл мақала FPC және PCB кірістірілген патч антенналарының жұмыс принциптерін, олардың артықшылықтары мен кемшіліктерін және кірістірілген антеннасы бар сымсыз құрылғыны жобалау кезінде нені ескеру керектігін зерттейді.

Патч антенна дегеніміз не? Патч антеннаның жұмыс принципі Патч антеннаның артықшылықтары мен кемшіліктері Патч антеннаны жобалау кезінде ескерілетін факторлар Қорытынды

Патч антенна дегеніміз не?

Патч-антенна - субстратқа орнатылған жалпақ, төртбұрышты металл патчтан тұратын антеннаның бір түрі. Субстрат әдетте диэлектрлік материалдан жасалған, мысалы, FR4 немесе Роджерс, бұл патчты жер жазықтығынан оқшаулауға көмектеседі. Патч әдетте микрожолақ немесе коаксиалды кабель арқылы беріледі және ол диполь немесе монополь болуы мүмкін.

Патч-антенналар өте танымал, өйткені оларды өндіру оңай және өте кішкентай болуы мүмкін. Олар ұялы телефондар, планшеттер және ноутбуктер сияқты сымсыз құрылғыларда жиі қолданылады. Патч-антенналар спутниктік байланыс пен GPS жүйелерінде де қолданылады.

Патч-антеннаның жұмыс принципі

Патч антеннасы РЖ сигналымен қоректенгенде, патчтағы ток патчтың электромагниттік толқындарды шығаруына әкеледі. Патчтың пішіні мен өлшемі антеннаның резонанс жасайтын жиілігін анықтайды. Патч сонымен қатар сызықтық немесе дөңгелек болуы мүмкін сәулеленген толқындардың поляризациясын анықтайды.

Антеннаның жұмысына субстрат материалы мен қалыңдығы да әсер етеді. Қалыңырақ субстрат төменгі резонанстық жиілікке әкеледі, ал жұқа субстрат жоғары жиілікке әкеледі. Субстрат материалының диэлектрлік өтімділігі резонанстық жиілікке және антеннаның өткізу қабілетіне де әсер етеді.

Патч антенналары әдетте патчтың өлшемі мен пішінімен анықталатын белгілі бір жиілікте жұмыс істеуге арналған. Жиілікті микрожолақ беру сызығының ұзындығын өзгерту немесе беру сызығына баптау түтігін қосу арқылы реттеуге болады.

Патч-антенналардың артықшылықтары мен кемшіліктері

Артықшылықтары

Патч-антенналар өте танымал, өйткені оларды өндіру оңай және өте кішкентай болуы мүмкін. Олар сондай-ақ өте жан-жақты және әртүрлі қолданбалар үшін пайдаланылуы мүмкін. Патч антенналары антенналардың басқа түрлерімен салыстырғанда салыстырмалы түрде арзан.

Кемшіліктері

Патч-антенналардың негізгі кемшіліктерінің бірі - олардың қоршаған ортаға өте сезімталдығы. Антеннаның өнімділігіне айналадағы заттар, мысалы, қабырғалар, жиһаздар және тіпті адамдар әсер етуі мүмкін. Патч антенналары субстрат үшін қолданылатын диэлектрлік материалға да өте сезімтал. Егер субстраттың диэлектрлік өтімділігі антеннаның резонанстық жиілігіне сәйкес келмесе, өнімділік төмендейді.

Патч антеннасын жобалау кезінде ескерілетін факторлар

Патч-антеннаны жобалау кезінде бірқатар факторларды ескеру қажет, соның ішінде жұмыс жиілігі, өткізу қабілеттілігі, күшейту, тиімділік және сәулелену үлгісі.

Операция жиілігі

Жұмыс жиілігі патч антеннасын жобалау кезінде ескерілетін ең маңызды фактор болып табылады. Патчтың өлшемі мен пішіні антеннаның резонанс жасайтын жиілігін анықтайды. Жиілікті микрожолақ беру сызығының ұзындығын өзгерту немесе беру сызығына баптау түтігін қосу арқылы реттеуге болады.

Өткізу қабілеті

Патч-антеннаның өткізу қабілеттілігі - бұл антенна тиімді жұмыс істейтін жиіліктер ауқымы. Өткізу қабілеті әдетте өте тар, 1%-дан 2%-ға дейін. Дегенмен, оны қалыңырақ субстратты қолдану немесе антеннаға паразиттік элементтерді қосу арқылы арттыруға болады.

Табыс

Патч антеннасының күшеюі антеннаның электромагниттік толқындарды қаншалықты жақсы тарататынын немесе қабылдайтынының өлшемі болып табылады. Күшейткіш әдетте өте жоғары, 10 дБ-ден 20 дБ-ге дейін. Дегенмен, оны үлкенірек патчты пайдалану немесе антеннаға шағылыстырғыш қосу арқылы арттыруға болады.

Тиімділік

Патч-антеннаның тиімділігі кіріс қуатының қаншалықты сәулеленген қуатқа түрленетінінің өлшемі болып табылады. Тиімділік әдетте өте жоғары, 90%-дан 95%-ға дейін. Дегенмен, оны жоғалтатын субстратты пайдалану немесе антеннаға резистивті жүктемені қосу арқылы азайтуға болады.

Радиациялық үлгі

Патч-антеннаның сәулелену үлгісі антеннаның әртүрлі бағыттағы электромагниттік толқындарды қалай шығаратынын немесе қабылдайтынының өлшемі болып табылады. Сәулелену үлгісі әдетте өте директивті болып табылады, яғни антенна белгілі бір бағытта жақсы сәулеленеді немесе қабылдайды. Дегенмен, үлкенірек патчты пайдалану немесе антеннаға шағылыстырғыш қосу арқылы оны жан-жақты етуге болады.

Қорытынды

Патч-антенналар сымсыз құрылғылар үшін танымал таңдау болып табылады, себебі оларды өндіру оңай және өте кішкентай етіп жасауға болады. Дегенмен, олар қоршаған ортаға өте сезімтал, бұл олардың жұмысына әсер етуі мүмкін. Енгізілген антеннасы бар сымсыз құрылғыны жобалау кезінде жұмыс жиілігін, өткізу қабілеттілігін, күшейтуді, тиімділікті және сәулелену үлгісін ескеру маңызды. Антеннаның резонанстық жиілігіне сәйкес келетін субстрат материалын таңдау да маңызды. Осы факторларды ескере отырып, әртүрлі орталарда жақсы жұмыс істейтін кірістірілген антеннасы бар сымсыз құрылғыны жобалауға болады.