وتستخدم الهوائيات المصغرة على نطاق واسع في نظم الاتصالات اللاسلكية الحديثة نظراً لضعف صورتها وتصميمها للوزن الخفيف وسهولة الصنع، ومن الضروري تصميمها وتحليلها بشكل سليم لتحقيق أقصى قدر من أدائها والتصدي للتحديات المشتركة.

المبادئ الأساسية لتصميم الأنتينا

وينطوي تصميم هوائي مصغر على اختيار النموذج الفرعي المناسب، وشكل الرقعة، والأبعاد، ويحدّد التردد المتردد أساساً بمدة الترقيق، التي عادة ما تكون نصف الموجة عند تردد التشغيل.

وتشمل المعايير الرئيسية استمرار الديموقراطية الفرعية وسماكتها وآلية التغذية، وهي عوامل تؤثر على عرض النطاق الترددي، وكسب الهوائي وكفاءته.

حسابات لحسابات مصغرة

وتشمل الحسابات تحديد أبعاد التصحيح باستخدام الصيغ استنادا إلى التواتر المرغوب فيه والممتلكات الفرعية، وتحسب الباروكات (الصفحة) وطولها (ل) لتحقيق الصمود والخصائص الإشعاعية المرغوبة.

فعلى سبيل المثال، يمكن حساب التقريبي من المستعارات W على النحو التالي:

W = (c / (2f]r]) √ (2 / (]]r + 1)]

Where c is the speed of light, fr] is the resonant frequency, and FRr] is the dielectric constant of the substrate.

التحديات في مجال تصميم الأنتينا

وينطوي تصميم الهوائيات المصغرة على تحديات مثل محدودية عرض النطاق الترددي، والخسائر في الموجات السطحية، والحساسية إزاء التسامح في مجال التصنيع، وكثيرا ما يتطلب تحقيق نطاق واسع تقنيات معقدة مثل الحزمة أو العناصر الطفيلية.

تحد آخر هو الحفاظ على الأداء المتسق عبر بيئات مختلفة وتغيّرات التصنيع، الذي يمكن أن يؤثر على بقاء الهوائي ونمط الإشعاع.

تقنيات الحلول والتعظيم

ولمواجهة هذه التحديات، يستخدم المصممون تقنيات مثل تطابق السلف، والاختيار دون المستوى، وتشكيلات صفائف الهوائيات، كما تساعد أدوات المحاكاة على تحقيق الحد الأمثل من الأبعاد والتنبؤ بالأداء قبل الصنع.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن لاستخدام مواد ثابتة عالية في مجال الديكل أو استخدام مواد ثابتة عالية في الوجبات الغذائية أن يحسن نطاق الترددات ويكسب، كما أن عمليات التصنيع الدقيق تكفل أداء الهوائي كما هو مصمم.