Les antennes de patch sont couramment utilisées dans les systèmes satellites en raison de leur faible profil et facilité de fabrication. Le calcul de leur gain et de leur directivité est essentiel pour la conception de liaisons de communication efficaces.

Comprendre la Directivité

La direction mesure la concentration du rayonnement de l'antenne dans une direction particulière. C'est une valeur théorique qui indique le gain maximal possible d'une antenne en supposant aucune perte. Pour les antennes de patch, la direction dépend de la forme, de la taille et de la fréquence de fonctionnement de l'antenne.

La direction (D) peut être estimée à l'aide de la formule suivante:

D - - - - - - -

où ↓ est l'angle solide du faisceau chez les stéradiens. Pour une antenne à patch typique avec un motif de rayonnement connu, ↓ peut être calculé sur la base des largeurs de faisceau de demi-puissance dans les plans principaux.

Calcul du gain

Le gain (G) est lié à la directivité mais tient également compte des pertes d'efficacité.

G = η × D

où η est l'efficacité de l'antenne, généralement entre 0,6 et 0,9 pour les antennes patch. Pour déterminer avec précision le gain, mesurer ou estimer l'efficacité et la direction.

Étapes pratiques de calcul

  • Déterminer la fréquence de fonctionnement et les dimensions physiques du dispositif.
  • Calculer les largeurs de faisceau dans les plans principaux à partir des données de rayonnement ou de simulation.
  • Calculer l'angle solide -- en utilisant la largeur du faisceau.
  • Calculer la direction en utilisant D π 4π / γ.
  • Estimation de l'efficacité η basée sur la fabrication et les propriétés des matériaux.
  • Calculer le gain en G = η × D.