Принципи рада ФПЦ и ПЦБ уграђених патцх антена

Уграђене антене у штампане плоче су уобичајено решење у бежичним уређајима. Лако их је дизајнирати и произвести и могу се поставити било где на ПЦБ. Међутим, ПЦБ уграђене антене су такође веома осетљиве на околину, што може утицати на њихове перформансе. Овај чланак ће истражити принципе рада ФПЦ и ПЦБ уграђених патцх антена, њихове предности и недостатке и шта треба узети у обзир приликом дизајнирања бежичног уређаја са уграђеном антеном.

Шта је патцх антена? Принцип рада патцх антене Предности и недостаци патцх антена Фактори које треба узети у обзир при пројектовању патцх антене Закључак

Шта је патцх антена?

Патцх антена је врста антене која се састоји од равног, правоугаоног металног закрпа постављеног на подлогу. Подлога је обично направљена од диелектричног материјала, као што је ФР4 или Рогерс, који помаже да се закрпа изолује од уземљења. Закрпа се обично напаја микротракастом линијом или коаксијалним каблом, а може бити или дипол или монопол.

Патцх антене су веома популарне јер су једноставне за производњу и могу бити веома мале. Често се користе у бежичним уређајима, као што су мобилни телефони, таблети и лаптопови. Патцх антене се такође користе у сателитским комуникацијама и ГПС системима.

Принцип рада патцх антене

Када се патцх антена напаја РФ сигналом, струја на патцх-у узрокује да патцх зрачи електромагнетне таласе. Облик и величина закрпе одређују фреквенцију на којој ће антена резонирати. Закрпа такође одређује поларизацију зрачења таласа, која може бити линеарна или кружна.

Материјал и дебљина подлоге такође утичу на перформансе антене. Дебљи супстрат ће резултирати нижом резонантном фреквенцијом, док ће тањи супстрат резултирати вишом фреквенцијом. Диелектрична константа материјала супстрата ће такође утицати на резонантну фреквенцију и пропусни опсег антене.

Патцх антене су обично дизајниране да раде на одређеној фреквенцији, која је одређена величином и обликом закрпе. Фреквенција се може подесити променом дужине микротракасте линије за напајање или додавањем стуба за подешавање на линију за напајање.

Предности и мане патцх антена

Предности

Патцх антене су веома популарне јер су једноставне за производњу и могу бити веома мале. Такође су веома разноврсни и могу се користити за различите примене. Патцх антене су такође релативно јефтине у поређењу са другим типовима антена.

Недостаци

Један од главних недостатака патцх антена је то што су веома осетљиве на околину. На перформансе антене могу утицати околни објекти, као што су зидови, намештај, па чак и људи. Патцх антене су такође веома осетљиве на диелектрични материјал који се користи за подлогу. Ако се диелектрична константа подлоге не усклади са резонантном фреквенцијом антене, перформансе ће бити смањене.

Фактори које треба узети у обзир при пројектовању патцх антене

Постоји низ фактора које треба узети у обзир приликом пројектовања патцх антене, укључујући фреквенцију рада, пропусни опсег, појачање, ефикасност и образац зрачења.

Учесталост рада

Фреквенција рада је најважнији фактор који треба узети у обзир при пројектовању патцх антене. Величина и облик закрпе ће одредити фреквенцију на којој ће антена резонирати. Фреквенција се може подесити променом дужине микротракасте линије за напајање или додавањем стуба за подешавање на линију за напајање.

Бандвидтх

Ширина опсега патцх антене је опсег фреквенција на којима ће антена ефикасно радити. Пропусни опсег је обично веома узак, реда величине од 1% до 2%. Међутим, може се повећати коришћењем дебље подлоге или додавањем паразитних елемената у антену.

Добитак

Појачање патцх антене је мера колико добро ће антена емитовати или примати електромагнетне таласе. Појачање је обично веома високо, реда величине од 10 дБи до 20 дБи. Међутим, може се повећати коришћењем већег закрпа или додавањем рефлектора на антену.

Ефикасност

Ефикасност патцх антене је мера колико се улазне снаге претвара у снагу зрачења. Ефикасност је обично веома висока, од 90% до 95%. Међутим, може се смањити коришћењем супстрата са губицима или додавањем отпорног оптерећења на антену.

Образац зрачења

Шема зрачења патцх антене је мера како ће антена емитовати или примати електромагнетне таласе у различитим правцима. Шема зрачења је обично веома директивна, што значи да ће антена емитовати или примати најбоље у одређеном правцу. Међутим, може се учинити више омнидирекционим коришћењем већег закрпа или додавањем рефлектора на антену.

Закључак

Патцх антене су популаран избор за бежичне уређаје јер су једноставне за производњу и могу бити веома мале. Међутим, они су такође веома осетљиви на околину, што може утицати на њихов учинак. Када дизајнирате бежични уређај са уграђеном антеном, важно је узети у обзир фреквенцију рада, пропусни опсег, појачање, ефикасност и образац зрачења. Такође је важно одабрати материјал подлоге који одговара резонантној фреквенцији антене. Узимајући у обзир ове факторе, могуће је дизајнирати бежични уређај са уграђеном антеном који ће добро радити у различитим окружењима.