ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງ FPC ແລະ PCB Embedded Patch Antennas

ເສົາອາກາດຝັງຢູ່ໃນ PCBs ເປັນການແກ້ໄຂທົ່ວໄປໃນອຸປະກອນໄຮ້ສາຍ. ພວກເຂົາງ່າຍຕໍ່ການອອກແບບແລະຜະລິດ, ແລະພວກເຂົາສາມາດຖືກວາງໄວ້ທຸກບ່ອນໃນ PCB. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເສົາອາກາດທີ່ຝັງຢູ່ໃນ PCB ຍັງມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍຕໍ່ສະພາບແວດລ້ອມ, ເຊິ່ງສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການປະຕິບັດຂອງມັນ. ບົດຄວາມນີ້ຈະສໍາຫຼວດຫຼັກການການເຮັດວຽກຂອງສາຍອາກາດ patch ຝັງ FPC ແລະ PCB, pros ແລະ cons ຂອງເຂົາເຈົ້າ, ແລະສິ່ງທີ່ຄວນພິຈາລະນາໃນເວລາທີ່ການອອກແບບອຸປະກອນໄຮ້ສາຍທີ່ມີເສົາອາກາດຝັງ.

ເສົາອາກາດ patch ແມ່ນຫຍັງ?ຫຼັກການການເຮັດວຽກຂອງສາຍອາກາດ patch ຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງສາຍອາກາດ patch ປັດໄຈທີ່ຄວນພິຈາລະນາໃນເວລາທີ່ການອອກແບບເສົາອາກາດ patch ສະຫຼຸບ

ເສົາອາກາດ patch ແມ່ນຫຍັງ?

Patch antenna ແມ່ນປະເພດຂອງເສົາອາກາດທີ່ປະກອບດ້ວຍແຜ່ນໂລຫະຮູບສີ່ຫລ່ຽມແປ, ຕິດຢູ່ເທິງຊັ້ນຍ່ອຍ. substrate ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນເຮັດດ້ວຍວັດສະດຸ dielectric, ເຊັ່ນ FR4 ຫຼື Rogers, ເຊິ່ງຊ່ວຍແຍກ patch ຈາກຍົນພື້ນດິນ. patch ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນປ້ອນໂດຍສາຍ microstrip ຫຼືສາຍ coaxial, ແລະມັນສາມາດເປັນ dipole ຫຼື monopole.

ເສົາອາກາດ Patch ແມ່ນມີຄວາມນິຍົມຫຼາຍເພາະວ່າມັນງ່າຍຕໍ່ການຜະລິດແລະສາມາດເຮັດຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ. ພວກມັນມັກໃຊ້ໃນອຸປະກອນໄຮ້ສາຍ, ເຊັ່ນ: ໂທລະສັບມືຖື, ແທັບເລັດ, ແລະແລັບທັອບ. ເສົາອາກາດ Patch ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ໃນການສື່ສານດາວທຽມແລະລະບົບ GPS.

ຫຼັກການເຮັດວຽກຂອງເສົາອາກາດ patch

ເມື່ອເສົາອາກາດ patch ຖືກປ້ອນດ້ວຍສັນຍານ RF, ກະແສໄຟຟ້າໃນແຜ່ນແພເຮັດໃຫ້ແຜ່ນແພກະຈາຍຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ. ຮູບຮ່າງແລະຂະຫນາດຂອງ patch ກໍານົດຄວາມຖີ່ທີ່ເສົາອາກາດຈະ resonate. patch ຍັງກໍານົດ polarization ຂອງຄື້ນ radiated, ຊຶ່ງສາມາດເປັນເສັ້ນຫຼືວົງ.

ວັດສະດຸຍ່ອຍສະຫຼາຍແລະຄວາມຫນາຍັງມີຜົນກະທົບຕໍ່ການປະຕິບັດຂອງເສົາອາກາດ. ແຜ່ນຮອງທີ່ໜາກວ່າຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມຖີ່ຂອງການສະທ້ອນສຽງຕ່ຳລົງ, ໃນຂະນະທີ່ແຜ່ນຮອງທີ່ບາງກວ່າຈະເຮັດໃຫ້ມີຄວາມຖີ່ສູງຂື້ນ. ຄົງທີ່ dielectric ຂອງວັດສະດຸຍ່ອຍສະຫຼາຍຍັງຈະສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຖີ່ resonant ແລະແບນວິດຂອງເສົາອາກາດ.

ເສົາອາກາດ Patch ໄດ້ຖືກອອກແບບໂດຍປົກກະຕິເພື່ອປະຕິບັດງານໃນຄວາມຖີ່ສະເພາະໃດຫນຶ່ງ, ເຊິ່ງຖືກກໍານົດໂດຍຂະຫນາດແລະຮູບຮ່າງຂອງ patch ໄດ້. ຄວາມຖີ່ສາມາດປັບໄດ້ໂດຍການປ່ຽນຄວາມຍາວຂອງສາຍ microstrip feed ຫຼືໂດຍການເພີ່ມ stub tuning ໃສ່ສາຍ feed.

ຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງເສົາອາກາດ patch

ຂໍ້ດີ

ເສົາອາກາດ Patch ແມ່ນມີຄວາມນິຍົມຫຼາຍເພາະວ່າມັນງ່າຍຕໍ່ການຜະລິດແລະສາມາດເຮັດຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ. ພວກມັນຍັງມີຫຼາກຫຼາຍຊະນິດ ແລະສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້ຫຼາຍປະເພດ. ເສົາອາກາດ Patch ຍັງມີລາຄາຖືກເມື່ອທຽບກັບເສົາອາກາດປະເພດອື່ນໆ.

ຂໍ້ເສຍ

ຫນຶ່ງໃນຂໍ້ເສຍປຽບຕົ້ນຕໍຂອງເສົາອາກາດ patch ແມ່ນວ່າພວກເຂົາມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍຕໍ່ສະພາບແວດລ້ອມ. ການປະຕິບັດຂອງເສົາອາກາດສາມາດໄດ້ຮັບຜົນກະທົບຈາກວັດຖຸອ້ອມຂ້າງ, ເຊັ່ນ: ຝາ, ເຟີນີເຈີ, ແລະແມ້ກະທັ້ງຄົນ. ເສົາອາກາດ Patch ຍັງມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍຕໍ່ກັບວັດສະດຸ dielectric ທີ່ໃຊ້ສໍາລັບ substrate ໄດ້. ຖ້າຄວາມຄົງທີ່ຂອງ dielectric ຂອງ substrate ບໍ່ຖືກຈັບຄູ່ກັບຄວາມຖີ່ resonant ຂອງເສົາອາກາດ, ການປະຕິບັດຈະຖືກຊຸດໂຊມ.

ປັດໄຈທີ່ຈະພິຈາລະນາໃນເວລາທີ່ການອອກແບບເສົາອາກາດ patch

ມີປັດໃຈຈໍານວນຫນຶ່ງທີ່ຕ້ອງພິຈາລະນາໃນເວລາທີ່ການອອກແບບເສົາອາກາດ patch, ລວມທັງຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານ, ແບນວິດ, ການໄດ້ຮັບ, ປະສິດທິພາບ, ແລະຮູບແບບການຮັງສີ.

ຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານ

ຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນການແມ່ນປັດໃຈສໍາຄັນທີ່ສຸດທີ່ຈະພິຈາລະນາໃນເວລາທີ່ການອອກແບບເສົາອາກາດ patch. ຂະໜາດ ແລະຮູບຮ່າງຂອງແຜ່ນຮອງຈະກຳນົດຄວາມຖີ່ທີ່ເສົາອາກາດຈະດັງ. ຄວາມຖີ່ສາມາດປັບໄດ້ໂດຍການປ່ຽນຄວາມຍາວຂອງສາຍ microstrip feed ຫຼືໂດຍການເພີ່ມ stub tuning ໃສ່ສາຍ feed.

ແບນວິດ

ແບນວິດຂອງເສົາອາກາດ patch ແມ່ນລະດັບຄວາມຖີ່ຂອງສາຍອາກາດທີ່ສາຍອາກາດຈະເຮັດວຽກຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ແບນວິດໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນແຄບຫຼາຍ, ໃນຄໍາສັ່ງຂອງ 1% ຫາ 2%. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນສາມາດເພີ່ມຂື້ນໄດ້ໂດຍການໃຊ້ແຜ່ນຮອງທີ່ຫນາກວ່າຫຼືໂດຍການເພີ່ມອົງປະກອບຂອງແມ່ກາຝາກໃສ່ສາຍອາກາດ.

ໄດ້ຮັບ

ການໄດ້ຮັບຂອງເສົາອາກາດ patch ເປັນການວັດແທກວ່າສາຍອາກາດຈະ radiate ຫຼືຮັບຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໄດ້ດີປານໃດ. ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງປົກກະຕິແມ່ນສູງຫຼາຍ, ໃນຄໍາສັ່ງຂອງ 10 dBi ຫາ 20 dBi. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນສາມາດເພີ່ມຂື້ນໄດ້ໂດຍການໃຊ້ແຜ່ນໃຫຍ່ກວ່າຫຼືໂດຍການເພີ່ມຕົວສະທ້ອນກັບເສົາອາກາດ.

ປະສິດທິພາບ

ປະສິດທິພາບຂອງເສົາອາກາດ patch ແມ່ນການວັດແທກຫຼາຍປານໃດຂອງພະລັງງານ input ໄດ້ຖືກປ່ຽນເປັນພະລັງງານ radiated. ປະສິດທິພາບປົກກະຕິແມ່ນສູງຫຼາຍ, ໃນຄໍາສັ່ງຂອງ 90% ຫາ 95%. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນສາມາດຫຼຸດລົງໄດ້ໂດຍການໃຊ້ substrate lossy ຫຼືໂດຍການເພີ່ມການໂຫຼດຕ້ານທານກັບເສົາອາກາດ.

ຮູບແບບການຮັງສີ

ຮູບແບບການຮັງສີຂອງສາຍອາກາດ patch ແມ່ນການວັດແທກວິທີການສາຍອາກາດຈະ radiate ຫຼືຮັບຄື້ນຟອງໄຟຟ້າໃນທິດທາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ຮູບແບບການຮັງສີໂດຍທົ່ວໄປແມ່ນເປັນທິດທາງຫຼາຍ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າເສົາອາກາດຈະ radiate ຫຼືໄດ້ຮັບທີ່ດີທີ່ສຸດໃນທິດທາງສະເພາະໃດຫນຶ່ງ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ມັນສາມາດເຮັດໄດ້ omnidirectional ຫຼາຍໂດຍການໃຊ້ແຜ່ນໃຫຍ່ກວ່າຫຼືໂດຍການເພີ່ມຕົວສະທ້ອນກັບເສົາອາກາດ.

ສະຫຼຸບ

Patch antennas ເປັນທາງເລືອກທີ່ນິຍົມສໍາລັບອຸປະກອນໄຮ້ສາຍເນື່ອງຈາກວ່າພວກເຂົາເຈົ້າແມ່ນງ່າຍທີ່ຈະຜະລິດແລະສາມາດເຮັດໄດ້ຂະຫນາດນ້ອຍຫຼາຍ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ພວກເຂົາຍັງມີຄວາມອ່ອນໄຫວຫຼາຍຕໍ່ສະພາບແວດລ້ອມ, ເຊິ່ງສາມາດສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການປະຕິບັດຂອງພວກເຂົາ. ໃນເວລາທີ່ການອອກແບບອຸປະກອນໄຮ້ສາຍທີ່ມີເສົາອາກາດຝັງ, ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນທີ່ຈະພິຈາລະນາຄວາມຖີ່ຂອງການດໍາເນີນງານ, ແບນວິດ, ການໄດ້ຮັບ, ປະສິດທິພາບ, ແລະຮູບແບບການຮັງສີ. ມັນຍັງມີຄວາມສໍາຄັນທີ່ຈະເລືອກເອົາວັດສະດຸຍ່ອຍທີ່ກົງກັບຄວາມຖີ່ resonant ຂອງເສົາອາກາດ. ໂດຍການພິຈາລະນາປັດໃຈເຫຼົ່ານີ້, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະອອກແບບອຸປະກອນໄຮ້ສາຍທີ່ມີເສົາອາກາດຝັງຕົວທີ່ຈະປະຕິບັດໄດ້ດີໃນຫຼາຍໆສະພາບແວດລ້ອມ.