Патч-антенны обычно используются в мобильных устройствах из-за их компактного размера и эффективной производительности.Понимание того, как вычислять их паттерны излучения и усиления, имеет важное значение для оптимизации конструкции антенны и обеспечения надежной связи.

Радиационная модель антенны Patch

Образец излучения описывает, как антенна излучает энергию в пространство. Для патч-антенн шаблон обычно направленный, с максимальным излучением, перпендикулярным поверхности патча. Он представлен в полярных или декартовых координатах для визуализации силы излучаемого сигнала в разных направлениях.

Расчет радиационного паттерна включает анализ распределения тока на пластыре и применение электромагнитной теории. Программные средства, такие как HFSS или CST, могут точно имитировать эти паттерны, но для первоначальных оценок используются и упрощенные аналитические модели.

Расчет выигрыша патч-антенны

Прибыль измеряет эффективность и направленность антенны, указывая, насколько хорошо она фокусирует энергию в определенном направлении. Она рассчитывается путем объединения направленности с эффективностью антенны.

Формула для получения (G) является:

G = направленность × эффективность

Направление может быть получено из рисунка излучения, в то время как эффективность учитывает потери в материалах антенны и конструкции. Типичные значения усиления для патч-антенн варьируются от 6 до 9 дБи в зависимости от параметров конструкции.

Практические соображения

Проектирование патч-антенны для мобильных устройств включает в себя баланс размера, усиления и радиационного рисунка. Меньшие патчи, как правило, имеют более низкий прирост и более широкие паттерны, в то время как более крупные патчи могут достичь более высокого усиления с более сфокусированным излучением.

  • Используйте инструменты моделирования для точного прогнозирования шаблонов.
  • Оптимизируйте размеры патчей для желаемой частоты и усиления.
  • Рассмотрим материальные потери, влияющие на эффективность.
  • Испытания прототипов в реальных условиях.