Patch antennes worden vaak gebruikt in satellietsystemen vanwege hun lage profiel en gemak van fabricage. Het berekenen van hun winst en directiviteit is essentieel voor het ontwerpen van effectieve communicatielinks. Dit artikel geeft een overzicht van de methoden die voor deze berekeningen worden gebruikt.

Begrijpen van directiviteit

De richting meet hoe gefocust het stralingspatroon van de antenne in een bepaalde richting is. Het is een theoretische waarde die aangeeft dat de maximale winst van een antenne geen verliezen aanneemt. Voor patchantennes hangt de directiviteit af van de vorm, grootte en werkfrequentie van de antenne.

De directiviteit (D) kan worden geschat met behulp van de formule:

D ≈ 4π / Ω

Voor een typische patchantenne met een bekend stralingspatroon kan Ω berekend worden op basis van de halve vermogensbundelbreedten in de hoofdvlakken.

Berekenen van gain

De winst (G) heeft betrekking op directiviteit, maar is ook verantwoordelijk voor efficiëntieverliezen.

G = η × D

waarbij η de efficiëntie van de antenne is, meestal tussen 0,6 en 0,9 voor patchantennes. Om de opbrengst nauwkeurig te bepalen, de efficiëntie en de directiviteit te meten of te schatten.

Praktische berekeningsstappen

  • Bepaal de werkfrequentie en de fysieke afmetingen van de pleister.
  • Bereken de breedte van de bundel in de hoofdvlakken van het stralingspatroon of de simulatiegegevens.
  • Bereken de vaste hoek Ω met behulp van de breedte van de bundel.
  • Bereken directiviteit met behulp van D ≈ 4π / Ω.
  • Schatting van de efficiëntie op basis van fabricage en materiaaleigenschappen.
  • Bereken de winst als G = η × D.