Formule voor microstrip-patchantennes
De Microstrip Patch Antenna-conversiecalculator schat de breedte (W) en lengte (L) van een rechthoekige patchantenne op basis van diëlektrische eigenschappen, substraathoogte en resonantiefrequentie.
Breedte (B): W = (c / (2 × f₀)) × √(2 / (εᵣ + 1))
Effectieve diëlektrische constante: ε_eff = (εᵣ + 1)/2 + ((εᵣ – 1)/2) × (1 + 12(h/W))⁻⁰·⁵
Effectieve lengte: L_eff = c / (2 × f₀ × √ε_eff)
Lengteverlenging: ΔL = 0,412 × h × ((ε_eff + 0,3)(W/h + 0,264)) / ((ε_eff – 0,258)(W/h + 0,8))
Werkelijke lengte: L = L_eff – 2 × ΔL
Formule uitleg
De breedte W bepaalt de resonantiefrequentie en stralingskarakteristieken van de antenne. De effectieve diëlektrische constante ε_eff past zich aan voor randvelden aan de patchranden. L_eff berekent de elektrische lengte, terwijl ΔL rekening houdt met de extra lengte als gevolg van randen. Tenslotte wordt de werkelijke lengte L afgeleid door tweemaal de randverlenging af te trekken van L_eff.
Gebruik van de conversiecalculator Microstrip Patch Antenna
- Ontwerpen van patchantennes voor Wi-Fi, GPS en satellietcommunicatie.
- Snel inschatten van antenneafmetingen tijdens prototyping van RF-circuits.
- Educatieve doeleinden voor het begrijpen van de microstrip-antennetheorie.
- Testen en optimaliseren van substraatmaterialen en diëlektrische eigenschappen.
- Versnellen van onderzoek en ontwikkeling in compacte antenneontwerpen.
Formule voorbeeld
Gegeven: εᵣ = 4,4, h = 1,6 mm, f₀ = 2,4 GHz
Stap 1: Bereken W = (3×10⁸ / (2 × 2,4×10⁹)) × √(2 / (4,4 + 1)) ≈ 38,9 mm
Stap 2: Bereken ε_eff ≈ 4,0
Stap 3: L_eff = 3×10⁸ / (2 × 2,4×10⁹ × √4,0) ≈ 30,6 mm
Stap 4: ΔL ≈ 0,8 mm
Stap 5: Werkelijke lengte L = 30,6 – 2 × 0,8 ≈ 29,0 mm
De patchantenne moet daarom de afmetingen W ≈ 38,9 mm en L ≈ 29,0 mm hebben.