Patch antennes worden vaak gebruikt in mobiele apparaten vanwege hun compacte grootte en efficiënte prestaties. Begrijpen hoe ze hun stralingspatronen en winst kunnen berekenen is essentieel voor het optimaliseren van antenneontwerp en het garanderen van betrouwbare communicatie.

Stralingspatroon van Patch Antenna's

Het stralingspatroon beschrijft hoe een antenne energie uitstraalt in de ruimte. Voor patchantennes is het patroon meestal richtinggevend, met maximale straling loodrecht op het patchoppervlak. Het wordt weergegeven in pool- of cartesische coördinaten om de sterkte van het uitgestraalde signaal in verschillende richtingen te visualiseren.

Het berekenen van het stralingspatroon impliceert het analyseren van de huidige distributie op de patch en het toepassen van elektromagnetische theorie. Software tools zoals HFSS of CST kunnen deze patronen nauwkeurig simuleren, maar vereenvoudigde analytische modellen worden ook gebruikt voor initiële schattingen.

Berekenen van de gain van Patch Antenna's

De opbrengst meet de efficiëntie en directiviteit van een antenne, wat aangeeft hoe goed deze energie in een bepaalde richting richt. Het wordt berekend door de directiviteit te combineren met de efficiëntie van de antenne.

De formule voor winst (G) is:

G = directiviteit × efficiëntie

De directiviteit kan worden afgeleid uit het stralingspatroon, terwijl de efficiëntie rekening houdt met verliezen in de antennematerialen en het ontwerp. De typische winstwaarden voor patchantennes variëren van 6 tot 9 dBi, afhankelijk van de ontwerpparameters.

Praktische overwegingen

Het ontwerpen van patch antennes voor mobiele apparaten omvat het balanceren van grootte, winst en straling patroon. Kleinere patches hebben de neiging om lagere winst en bredere patronen, terwijl grotere patches kunnen een hogere winst met meer gerichte straling te bereiken.

  • Gebruik simulatietools voor nauwkeurige patroonvoorspelling.
  • Optimaliseer de patchmaten voor de gewenste frequentie en aanwinst.
  • Beschouw materiële verliezen die de efficiëntie beïnvloeden.
  • Test prototypes in echte omgevingen.