Las antenas de parche de microstrip son ampliamente utilizadas en sistemas de comunicación inalámbrica debido a su bajo perfil y facilidad de fabricación. Entender cómo calcular su ancho de banda y eficiencia es esencial para optimizar el rendimiento en varias aplicaciones.

Cálculo de ancho de banda

El ancho de banda de una antena de parche de microstrip se refiere a la gama de frecuencias sobre las que la antena funciona eficazmente. Está determinada principalmente por el factor de calidad de la antena (Q) y las propiedades dielectricas del sustrato.

Un método común para estimar el ancho de banda es el uso de la fórmula de ancho de banda fraccional:

Bandwidth (%) = (f]H] - fL) / f]0 × 100[

Donde fH] y fL] son las frecuencias de corte superior e inferior, y f0 es la frecuencia central. Factores como el espesor de sustrato y la constante dieléctrica influencia estos valores.

Cálculo de la eficiencia

La eficiencia mide lo bien que la antena convierte la potencia de entrada en ondas electromagnéticas radiadas. Cuenta con pérdidas debido a efectos diáctricos, conductores y ondas superficiales.

La eficiencia total (caída) se puede expresar como:

gia = Potencia radiada / potencia de entrada

Prácticamente, la eficiencia se calcula midiendo la potencia radiada y la potencia de entrada, o se calcula utilizando herramientas de simulación que consideran pérdidas materiales y efectos de onda superficial.

Factores que afectan el ancho de banda y la eficiencia

  • Substrato constante dieléctrico: Las constantes dielectricas superiores generalmente reducen el ancho de banda pero pueden mejorar la reducción de tamaño.
  • Espesor de sustrato: Los sustratos gruesos tienden a aumentar el ancho de banda pero pueden introducir pérdidas de onda superficial.
  • Calidad de los conductores: Los materiales de conductividad más altos reducen las pérdidas resistivas, mejorando la eficiencia.
  • Geometría de diseño:] La forma y el tamaño influencian la frecuencia de resonancia y ancho de banda.