Патч-антенны обычно используются в спутниковых системах из-за их низкого профиля и простоты изготовления. Расчет их усиления и направленности имеет важное значение для проектирования эффективных каналов связи. В этой статье представлен простой обзор методов, используемых для этих расчетов.

Понимание направленности

Направление измеряет, насколько сфокусирован паттерн излучения антенны в определенном направлении. Это теоретическое значение, которое указывает на максимально возможный прирост антенны, не предполагающий потерь. Для патч-антенны направленность зависит от формы, размера и рабочей частоты антенны.

Директивность (D) можно оценить с помощью формулы:

D ≈ 4π/Ω

где Ω - твердый угол луча в стерадианах. Для типичной антенны с известным рисунком излучения Ω может быть рассчитан на основе полумощных лучевых ширин в основных плоскостях.

Расчет прибыли

Прибыль (G) относится к направленности, но также учитывает потери эффективности.

G = η × D

где η - эффективность антенны, обычно от 0,6 до 0,9 для патч-антенны. Для точного определения усиления, измерения или оценки эффективности и направленности.

Практические шаги расчета

  • Определите рабочую частоту и физические размеры пластыря.
  • Вычислите ширину луча в основных плоскостях по образцу излучения или данным моделирования.
  • Вычислите твердый угол Ω с помощью лучевых ширин.
  • Вычислить направленность с помощью D ≈ 4π/Ω.
  • Оценка эффективности η на основе свойств изготовления и материала.
  • Вычислить коэффициент усиления как G = η × D.