Οι κεραίες Patch χρησιμοποιούνται ευρέως σε ασύρματα συστήματα επικοινωνίας λόγω του χαμηλού προφίλ τους, της ευκολίας κατασκευής τους και της καλής απόδοσης τους. Είναι επίπεδες, ορθογώνιες κεραίες τοποθετημένες σε διηλεκτρικό υπόστρωμα, καθιστώντας τις κατάλληλες για διάφορες εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των κινητών συσκευών, των δορυφορικών επικοινωνιών και των συστημάτων ραντάρ.

Αρχές σχεδιασμού των κεραιών Patch

Η βασική δομή μιας κεραίας patch αποτελείται από ένα ⁇ διενεργό έμπλαστρο, ένα επίπεδο εδάφους, και ένα διηλεκτρικό υπόστρωμα. Το σχήμα και το μέγεθος του patch επηρεάζουν τη συχνότητα και το μοτίβο ακτινοβολίας της κεραίας. Τυπικά, χρησιμοποιούνται ορθογώνια μπαλώματα, αλλά και άλλα σχήματα όπως κυκλικά ή ελλειπτικά μπαλώματα είναι επίσης κοινά.

Η συχνότητα του ηχείων καθορίζεται κυρίως από τις διαστάσεις του επιχρίσματος και τη διηλεκτρική σταθερά του υποστρώματος. Για τη βελτιστοποίηση της απόδοσης, οι σχεδιαστές πρέπει να εξετάσουν το trade-off μεταξύ του μεγέθους, του εύρους ζώνης και του κέρδους. Η μέθοδος τροφοδοσίας, όπως η γραμμή microstrip ή ο ομοαξονικός καθετήρας, επηρεάζει επίσης την απόδοση και την παρεμπόδιση της κεραίας.

Τεχνικές βελτιστοποίησης απόδοσης

Η ρύθμιση των διαστάσεων του εμπλάστρου μπορεί να βελτιώσει το εύρος ζώνης και να κερδίσει. Χρησιμοποιώντας παχύτερα υποστρώματα ή υποστρώματα με χαμηλότερη διηλεκτρική σταθερά μπορεί να αυξήσει το εύρος ζώνης αλλά μπορεί να επηρεάσει το μέγεθος και την πολυπλοκότητα κατασκευής.

Άλλες μέθοδοι περιλαμβάνουν την ενσωμάτωση παρασιτικών στοιχείων, υποδοχές, ή στοιβαγμένα μπαλώματα για να διευρύνει το εύρος ζώνης και να βελτιώσει τα πρότυπα ακτινοβολίας.

Κοινές εφαρμογές των κεραιών Patch

  • Κινητές και ασύρματες συσκευές
  • Συστήματα δορυφορικής επικοινωνίας
  • Εφαρμογή ραντάρ και αισθητήριας ακτινοβολίας
  • Συσκευές Wi-Fi και Bluetooth