Patch Antenna ၏ Bandwidth ကိုမည်သို့တိုးမြှင့်မည်နည်း။

အင်တင်နာများသည် ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များ၏ အရေးကြီးသော အစိတ်အပိုင်းများဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့သည် Wi-Fi၊ Bluetooth၊ ဆယ်လူလာကွန်ရက်များနှင့် ဂြိုလ်တုဆက်သွယ်ရေး အပါအဝင် အမျိုးမျိုးသော အပလီကေးရှင်းများအတွက် အသုံးပြုသည့် ရေဒီယိုအချက်ပြမှုများကို ထုတ်လွှင့်ခြင်းနှင့် လက်ခံခြင်းအတွက် တာဝန်ရှိပါသည်။ အင်တင်နာတစ်ခု၏ bandwidth သည် သီးခြားအပလီကေးရှင်းများအတွက် ၎င်း၏စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် သင့်လျော်မှုကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည့် အရေးကြီးသော ကန့်သတ်ဘောင်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤဆောင်းပါးသည် ၎င်းတို့၏ ပရိုဖိုင်နည်းပါးခြင်းနှင့် တီထွင်ဖန်တီးရလွယ်ကူခြင်းတို့ကြောင့် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုနေကြသည့် patch အင်တင်နာများ၏ bandwidth တိုးမြှင့်ခြင်းအတွက် မဟာဗျူဟာများကို လေ့လာပါမည်။

patch antennas များနှင့် ၎င်းတို့၏ bandwidth ကိုနားလည်ခြင်း bandwidth တိုးမြှင့်ခြင်းအတွက် စိန်ခေါ်မှုများကို bandwidth တိုးမြှင့်ခြင်းအတွက် ဒီဇိုင်းဗျူဟာများ နိဂုံးချုပ်

patch အင်တင်နာများနှင့် ၎င်းတို့၏ bandwidth ကို နားလည်ခြင်း။

Patch antennas များသည် dielectric substrate ၏တစ်ဖက်တွင် radiating patch နှင့် အခြားတစ်ဖက်တွင် ground plane ပါ၀င်သော microstrip အင်တင်နာအမျိုးအစားတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့၏ ပရိုဖိုင်နိမ့်၊ ပေါ့ပါးပြီး တီထွင်ရလွယ်ကူခြင်းကြောင့် ၎င်းတို့ကို ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များတွင် တွင်ကျယ်စွာအသုံးပြုကြသည်။ Patch antennas များကို သတ်သတ်မှတ်မှတ် အသုံးချမှုများနှင့် ကိုက်ညီစေရန် စတုဂံပုံသဏ္ဍာန်၊ စက်ဝိုင်းပုံနှင့် elliptical ကဲ့သို့သော ပုံစံအမျိုးမျိုးဖြင့် ဒီဇိုင်းထုတ်နိုင်ပါသည်။

patch antenna ၏ bandwidth ကို အင်တင်နာမှ ထိထိရောက်ရောက်လည်ပတ်နိုင်သည့် ကြိမ်နှုန်းအကွာအဝေးအဖြစ် သတ်မှတ်သည်။ အင်တင်နာ၏ပြန်အမ်းမှုဆုံးရှုံးမှုသည် 10 dB ထက်ကြီးသော အထက်နှင့်အောက် ကြိမ်နှုန်းအမှတ်များကြား ခြားနားချက်အဖြစ် ၎င်းကို ပုံမှန်အားဖြင့် တိုင်းတာသည်။ မြင့်မားသော bandwidth သည် အင်တင်နာအား ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော ကြိမ်နှုန်းများပေါ်တွင် လည်ပတ်နိုင်စေသည်၊ ၎င်းသည် မြင့်မားသောဒေတာနှုန်းထားများနှင့် ကြိမ်နှုန်းအများအပြားကို ပံ့ပိုးပေးသည့် ခေတ်မီဆက်သွယ်ရေးစနစ်များအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော အရာဖြစ်သည်။

Patch antennas များသည် ပုံမှန်အားဖြင့် centre frequency ၏ 5% ထက်နည်းသော ၎င်းတို့၏ ကျဉ်းမြောင်းသော bandwidth အတွက် လူသိများသည်။ ဤကန့်သတ်ချက်သည် အဓိကအားဖြင့် အရည်အသွေးမြင့်မားသောအချက် (Q) ကိုဖြစ်ပေါ်စေသည့် ဖြာထွက်ဖာထေးသည့်အရွယ်အစားသေးငယ်ခြင်းကြောင့်ဖြစ်သည်။ dielectric substrate၊ patch ၏အရွယ်အစားနှင့် ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အစာကျွေးသည့် ယန္တရားအပါအဝင် patch antenna များ၏ bandwidth ၏ bandwidth ကို လွှမ်းမိုးပါသည်။

Bandwidth တိုးမြှင့်ရာတွင် စိန်ခေါ်မှုများ

patch အင်တင်နာများ၏ bandwidth ကို တိုးမြှင့်ခြင်းသည် bandwidth၊ အမြတ်၊ ထိရောက်မှု၊ နှင့် အရွယ်အစားတို့ကြားရှိ မွေးရာပါ အပေးအယူကြောင့် စိန်ခေါ်မှုတစ်ခုဖြစ်သည်။ patch antenna များ၏ ကျဉ်းမြောင်းသော bandwidth သည် ၎င်းတို့၏ မြင့်မားသော အရည်အသွေးအချက် (Q) ကြောင့်ဖြစ်ပြီး ဆုံးရှုံးသွားသော စွမ်းအင်နှင့် ဆက်စပ်၍ အင်တင်နာတွင် သိမ်းဆည်းထားသော စွမ်းအင်ကို တိုင်းတာခြင်းဖြစ်သည်။ မြင့်မားသော Q တန်ဖိုးသည် ပိုမိုကျဉ်းမြောင်းသော bandwidth ကိုဖြစ်ပေါ်စေပြီး Q တန်ဖိုးသည် ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော bandwidth ကိုဖြစ်ပေါ်စေသည်။

dielectric substrate၊ patch ၏အရွယ်အစားနှင့် ပုံသဏ္ဍာန်နှင့် အစာကျွေးသည့် ယန္တရားတို့ အပါအဝင် patch antenna များ၏ Q မြင့်မားသော အင်တာနာများကို ပံ့ပိုးပေးသည့် အကြောင်းရင်းများစွာရှိသည်။ အင်တာနာ၏ထိရောက်သော dielectric ကိန်းသေနှင့်ဆုံးရှုံးမှုတန်ဂျင့်ကိုဆုံးဖြတ်သောကြောင့် dielectric substrate ၏ရွေးချယ်မှုသည်အရေးကြီးပါသည်။ ဆုံးရှုံးမှုနည်းသော tangent နှင့် မြင့်မားသော dielectric constant ရှိသော အလွှာများကို ဦးစားပေးသော်လည်း၊ ၎င်းတို့သည် အရွယ်အစား သေးငယ်ပြီး Q ပိုများသည်။

patch ၏ အရွယ်အစားနှင့် ပုံသဏ္ဍာန်သည် bandwidth ကို ဆုံးဖြတ်ရာတွင် အရေးပါသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်ပါသည်။ ပိုကြီးသော ဖာထေးမှုများတွင် Q နှင့် ပိုကျယ်သော bandwidth ရှိတတ်သည်၊ သို့သော် ၎င်းတို့သည် ကျစ်လစ်သိပ်သည်းသော အပလီကေးရှင်းများအတွက် သင့်လျော်မှုနည်းပါသည်။ coaxial probe၊ microstrip line သို့မဟုတ် aperture coupling ကဲ့သို့သော feeding ယန္တရားသည် အပိုဆုံးရှုံးမှုများနှင့် ပဲ့တင်ထပ်ခြင်းကို မိတ်ဆက်ခြင်းဖြင့် bandwidth ကို ထိခိုက်စေနိုင်သည်။

ဤအချက်များအပြင်၊ array configuration တစ်ခုရှိ ဖာထေးအများအပြားကြား အပြန်အလှန်ချိတ်ဆက်မှုသည် bandwidth ကို သက်ရောက်မှုရှိနိုင်သည်။ ကပ်လျက်ဖာထေးမှုများကြား အပြန်အလှန်အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် အင်တင်နာအခင်းအကျင်း၏ အလုံးစုံစွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိခိုက်စေနိုင်သည့် ထိရောက်သော dielectric ကိန်းသေနှင့် ဓာတ်ရောင်ခြည်ပုံစံတွင် အပြောင်းအလဲများဖြစ်ပေါ်လာနိုင်သည်။

Bandwidth မြှင့်တင်ရန် ဗျူဟာများ ဒီဇိုင်းဆွဲပါ။

patch အင်တင်နာများ၏ bandwidth ကိုမြှင့်တင်ရန် ဒီဇိုင်းဗျူဟာများစွာကို အသုံးပြုနိုင်သည်။ ဤဗျူဟာများတွင် ထူထပ်သော dielectric အလွှာများကို အသုံးပြုခြင်း၊ ကပ်ပါးဒြပ်စင်များ ပေါင်းစပ်ခြင်း၊ အလင်းဝင်ပေါက်ချိတ်ဆက်ခြင်းတို့ကို အသုံးပြုခြင်းနှင့် ပဲ့တင်ထပ်သည့် နည်းပညာများကို အသုံးပြုခြင်းတို့ ပါဝင်သည်။

အထူ dielectric အလွှာကိုအသုံးပြုခြင်း- patch အင်တင်နာ၏ bandwidth ကိုတိုးမြှင့်ရန် အရိုးရှင်းဆုံးနည်းလမ်းတစ်ခုမှာ ပိုထူ dielectric substrate ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြစ်သည်။ ပိုထူသော အလွှာသည် အင်တင်နာ၏ Q factor ကို လျော့နည်းစေပြီး bandwidth ပိုကျယ်ပြန့်စေသည်။ သို့သော်၊ ဤနည်းလမ်းသည် အသုံးချမှုအားလုံးအတွက် မသင့်လျော်သော အရွယ်အစားနှင့် စွမ်းဆောင်ရည်ကို လျော့ကျသွားစေနိုင်သည်။

ကပ်ပါးဒြပ်စင်များကို ပေါင်းစပ်ခြင်း- ဒါရိုက်တာများနှင့် ရောင်ပြန်ဟပ်ခြင်းကဲ့သို့သော ကပ်ပါးဒြပ်စင်များကို ၎င်း၏ bandwidth မြှင့်တင်ရန် patch အင်တင်နာသို့ ပေါင်းထည့်နိုင်သည်။ ဤဒြပ်စင်များသည် feed line နှင့် တိုက်ရိုက်မချိတ်ဆက်သော်လည်း လျှပ်စစ်သံလိုက်ချိတ်ဆက်မှုမှတဆင့် ဖြာထွက်နေသော patch နှင့် ဓါတ်ပြုပါသည်။ ကပ်ပါးဒြပ်စင်များ၏ အရှည်နှင့် အကွာအဝေးကို ဂရုတစိုက် ဒီဇိုင်းထုတ်ခြင်းဖြင့် အင်တင်နာ၏ bandwidth ကို တိုးမြှင့်နိုင်သည်။ ဤနည်းပညာကို Yagi-Uda အင်တင်နာများတွင် အများအားဖြင့် အသုံးပြုကြပြီး၊ ဒါရိုက်တာများစွာသည် bandwidth တိုးမြှင့်ရန်နှင့် ရရှိရန်အတွက် အသုံးပြုကြသည်။

အလင်းဝင်ပေါက်အချိတ်အဆက်ကို အသုံးပြုခြင်း- အလင်းဝင်ပေါက်အချိတ်အဆက်သည် မြေပြင်လေယဉ်ရှိ အပေါက် သို့မဟုတ် အလင်းဝင်ပေါက်မှတစ်ဆင့် patch အင်တင်နာအား အစာကျွေးခြင်းပါ၀င်သည့် နည်းပညာတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤနည်းလမ်းသည် Q factor ကိုလျှော့ချရန်နှင့် အင်တင်နာ၏ bandwidth ကိုတိုးမြင့်ရန်ကူညီနိုင်သည်။ Aperture coupling သည် feed line နှင့် radiating patch အကြား ပိုမိုကောင်းမွန်သော အထီးကျန်မှုကို ပေးစွမ်းနိုင်ပြီး မလိုအပ်သော အချိတ်အဆက်များကို လျှော့ချနိုင်ပြီး အင်တင်နာ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးပါသည်။

ပဲ့တင်ထပ်သည့်နည်းပညာများကို အသုံးပြုခြင်း- ပဲ့တင်ထပ်သော ကြိမ်နှုန်းများစွာကို ပံ့ပိုးရန် patch အင်တင်နာကို ဒီဇိုင်းထုတ်ခြင်းတွင် ပါဝင်ပါသည်။ အထပ်လိုက် ဖာထေးမှုများ သို့မဟုတ် မြှုပ်သွင်းထားသော ဖာထေးမှုများကဲ့သို့သော ကွဲပြားသော patch ပုံသဏ္ဍာန်များကို ပေါင်းစပ်အသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ သို့မဟုတ် အကွက်များ သို့မဟုတ် အထစ်များကဲ့သို့သော ထပ်လောင်းပဲ့တင်ထပ်သောဒြပ်စင်များကို patch အတွင်းသို့ ထည့်သွင်းခြင်းဖြင့် ၎င်းကို အောင်မြင်နိုင်သည်။ ပဲ့တင်ထပ်သောကြိမ်နှုန်းများကို ဂရုတစိုက်ချိန်ညှိခြင်းဖြင့်၊ အင်တင်နာ၏ bandwidth ကို တိုးမြှင့်နိုင်သည်။ ဤချဉ်းကပ်နည်းကို ကြိမ်နှုန်းအကွာအဝေး 3.1 မှ 10.6 GHz အကြားလည်ပတ်သည့် UWB (Ultra-Wideband) အင်တာနာများကဲ့သို့သော ကျယ်ပြန့်သောအင်တာနာများတွင် အသုံးများသည်။

patch antennas များ၏ bandwidth ကို တိုးမြှင့်ရန်အတွက် နောက်ထပ်ထိရောက်သောနည်းလမ်းမှာ multi-layer သို့မဟုတ် stacked configuration ကိုအသုံးပြုခြင်းဖြစ်သည်။ ဤချဉ်းကပ်မှုတွင်၊ အမျိုးမျိုးသောခွင့်ပြုချက်ရှိသော dielectric substrates များဖြင့် ခြားထားသော ဖာထေးအများအပြားကို ဒေါင်လိုက်တန်းစီထားသည်။ patch များနှင့် dielectric အလွှာများကြား အပြန်အလှန်အကျိုးသက်ရောက်မှုသည် ထပ်လောင်းပဲ့တင်ထပ်သံများကို ဖန်တီးနိုင်ပြီး bandwidth ပိုမိုကျယ်ပြန့်စေသည်။ ဤနည်းပညာသည် ကျယ်ဝန်းသော bandwidth ရှိသော ကျစ်လစ်သိပ်သည်းသော အင်တာနာများ လိုအပ်သော အပလီကေးရှင်းများအတွက် အထူးအသုံးဝင်သည်။

ထို့အပြင်၊ ယူနီဖောင်းမဟုတ်သော အစာကျွေးခြင်းနည်းစနစ်များကို အသုံးပြုခြင်းသည် patch antennas များ၏ bandwidth ကို တိုးမြှင့်ရန် ကူညီပေးနိုင်ပါသည်။ ပါးလွှာသော သို့မဟုတ် ကဏ္ဍပေါင်းစုံ ဖိဒ်လိုင်းကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ ဖိဒ်လိုင်းနှင့် အင်တင်နာကြားရှိ impedance ကိုက်ညီမှုကို ပိုမိုကျယ်ပြန့်သော ကြိမ်နှုန်းအကွာအဝေးတွင် မြှင့်တင်နိုင်သည်။ ဤချဉ်းကပ်မှုအား ပိုမိုကြီးမားသော bandwidth ရရှိရန်အတွက် parasitic element သို့မဟုတ် aperture coupling ကဲ့သို့သော အခြားသော bandwidth မြှင့်တင်မှုနည်းပညာများနှင့် ပေါင်းစပ်နိုင်သည်။

နိဂုံး

patch antennas များ၏ bandwidth ကို တိုးမြှင့်ခြင်းသည် စိန်ခေါ်မှုတစ်ခုဖြစ်သော်လည်း ရနိုင်သောပန်းတိုင်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ထူထဲသော dielectric အလွှာများကို အသုံးပြုခြင်း၊ ကပ်ပါးဒြပ်စင်များ ပေါင်းစပ်ခြင်း၊ အလင်းဝင်ပေါက် ချိတ်ဆက်အသုံးပြုခြင်းနှင့် ပဲ့တင်ထပ်သော နည်းပညာများကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့်၊ patch အင်တင်နာများ၏ bandwidth ကို သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည် ။ ဤနည်းပညာများကို သီးသန့်အက်ပ်လီကေးရှင်းများအတွက် လိုချင်သော bandwidth ရရှိရန်အတွက် တစ်ဦးချင်းစီ သို့မဟုတ် ပေါင်းစပ်အသုံးပြုနိုင်ပါသည်။

patch antenna များ၏ bandwidth တိုးမြှင့်ခြင်းသည် အမြတ်၊ ထိရောက်မှု၊ နှင့် အရွယ်အစားကဲ့သို့ အခြားသော စွမ်းဆောင်ရည် ကန့်သတ်ချက်များ၏ ကုန်ကျစရိတ်ဖြင့် ရောက်လာနိုင်ကြောင်း သတိပြုရန် အရေးကြီးပါသည်။ ထို့ကြောင့်၊ လျှောက်လွှာ၏ သီးခြားလိုအပ်ချက်များနှင့် ဒီဇိုင်းတွင်ပါဝင်သည့် အပေးအယူများကို ဂရုတစိုက် ထည့်သွင်းစဉ်းစားသင့်သည်။ ဤအချက်များကို ချိန်ညှိခြင်းဖြင့်၊ ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးစနစ်များစွာအတွက် အလိုရှိသော bandwidth နှင့် စွမ်းဆောင်ရည်လက္ခဏာများနှင့်အတူ patch antenna များကို ဒီဇိုင်းဆွဲနိုင်မည်ဖြစ်ပါသည်။