Formula dell’antenna patch a microstriscia
Il calcolatore di conversione dell’antenna patch microstrip stima la larghezza (W) e la lunghezza (L) di un’antenna patch rettangolare in base alle proprietà dielettriche, all’altezza del substrato e alla frequenza di risonanza.
Larghezza (L): L = (c / (2 × f₀)) × √(2 / (εᵣ + 1))
Costante dielettrica effettiva: ε_eff = (εᵣ + 1)/2 + ((εᵣ – 1)/2) × (1 + 12(h/W))⁻⁰·⁵
Lunghezza effettiva: L_eff = c / (2 × f₀ × √ε_eff)
Estensione della lunghezza: ΔL = 0,412 × h × ((ε_eff + 0,3)(L/h + 0,264)) / ((ε_eff – 0,258)(L/h + 0,8))
Lunghezza effettiva: L = L_eff – 2 × ΔL
Spiegazione della formula
La larghezza W determina la frequenza di risonanza e le caratteristiche di radiazione dell’antenna. La costante dielettrica effettiva ε_eff si adatta ai campi marginali ai bordi della patch. L_eff calcola la lunghezza elettrica, mentre ΔL tiene conto della lunghezza aggiuntiva dovuta alle frange. Infine, la lunghezza effettiva L si ottiene sottraendo il doppio dell’estensione della frangia da L_eff.
Usi del calcolatore di conversione dell’antenna patch microstrip
- Progettazione di antenne patch per comunicazioni Wi-Fi, GPS e satellitari.
- Stima rapida delle dimensioni dell’antenna durante la prototipazione del circuito RF.
- Scopi didattici per comprendere la teoria delle antenne a microstriscia.
- Testare e ottimizzare i materiali del substrato e le proprietà dielettriche.
- Accelerazione della ricerca e dello sviluppo di progetti di antenne compatte.
Esempio di formula
Dati: εᵣ = 4,4, h = 1,6 mm, f₀ = 2,4 GHz
Passaggio 1: Calcola W = (3×10⁸ / (2 × 2,4×10⁹)) × √(2 / (4,4 + 1)) ≈ 38,9 mm
Passaggio 2: calcolare ε_eff ≈ 4.0
Passaggio 3: L_eff = 3×10⁸ / (2 × 2,4×10⁹ × √4,0) ≈ 30,6 mm
Passaggio 4: ΔL ≈ 0,8 mm
Passaggio 5: lunghezza effettiva L = 30,6 – 2 × 0,8 ≈ 29,0 mm
L’antenna patch dovrebbe quindi avere dimensioni W ≈ 38,9 mm e L ≈ 29,0 mm.