Chì ghjè un'antenna microstrip? Struttura, principiu di funziunamentu è applicazioni

Panoramica di u pruduttu è di a tecnulugia

Un'antenna microstrip hè un'antenna planare furmata da una zona radiante conduttiva, un substratu dielettricu è un pianu di terra. A zona hè generalmente stampata da una parte di u substratu, mentre chì u pianu di terra hè piazzatu da a parte opposta. Sta struttura rende l'antenna fina, ligera è adatta per l'installazione nantu à piattaforme piane o ligeramente curve.

In l'ingegneria RF pratica, l'antenne microstrip sò apprezzate perchè ponu esse integrate cù circuiti à microonde, phased arrays, radome è alloggiamenti di sistemi compatti. E so caratteristiche di radiazione ponu esse aghjustate per mezu di a geometria di u patch, u materiale di u substratu, u metudu di alimentazione, a disposizione di l'array è u layout meccanicu.

Struttura di basa di un'antenna microstrip

Un'antenna microstrip tipica cuntene trè strati principali. U patch metallicu superiore agisce cum'è l'elementu radiante. U substratu dielettricu sustene u patch è influenza a larghezza di banda, l'efficienza è a dimensione. U pianu di terra inferiore aiuta à definisce u cumpurtamentu di radiazione è isola l'antenna da a superficia di muntatura.

Patch radiante	Di solitu rettangulari, circulari, o di forma persunalizata per una frequenza è una polarizazione richieste.
Substratu dielettricu	Selezziunatu secondu a perdita RF, a costante dielettrica, u spessore, a larghezza di banda è i requisiti ambientali.
Pianu di terra	Fornisce un pianu di riferimentu è cuntribuisce à una prestazione di radiazione stabile.
Struttura di l'alimentazione	Pò aduprà una linea microstrip, una sonda coassiale, un accoppiamentu d'apertura o un accoppiamentu di prossimità secondu l'ubbiettivu di cuncepimentu.

Cumu funziona un'antenna microstrip?

Quandu l'energia RF hè alimentata in u patch, un campu elettromagneticu si stabilisce trà u patch è u pianu di terra. A radiazione si verifica principalmente vicinu à i bordi di u patch, induve u campu di frangia si estende in u spaziu circundante.

A frequenza di funziunamentu hè strettamente ligata à a dimensione di u patch, a costante dielettrica di u substratu è u spessore di u substratu. Per un patch rettangulare, a lunghezza risonante hè generalmente ligata à circa a metà di a lunghezza d'onda guidata in u substratu.

In i disinni reali, e dimensioni finali devenu esse ottimizzate perchè u caricu dielettricu, a pusizione di l'alimentazione, l'alloghju, u materiale di u radome è e strutture metalliche vicine ponu tutti influenzà e prestazioni misurate.

Metodi di alimentazione cumuni

Metudu d'alimentazione	Beneficiu tipicu	Cunsiderazione di l'ingegneria
Alimentazione di linea in microstriscia	Struttura stampata simplice è integrazione PCB faciule.	A radiazione è a currispundenza di a linea di alimentazione devenu esse cuntrullate attentamente.
Alimentazione di a sonda coassiale	Selezzione flessibile di u puntu di alimentazione per l'adattamentu di l'impedenza.	L'assemblea meccanica è l'induttanza di a sonda ponu influenzà a larghezza di banda.
Alimentazione accoppiata à apertura	Bon isolamentu trà a rete di alimentazione è l'elementu radiante.	Struttura multistratu più cumplessa è cuntrollu di fabricazione più strettu.
Alimentazione accoppiata à prossimità	Pò aiutà à migliurà a larghezza di banda in i disinni selezziunati.	Richiede un allineamentu precisu di i strati è una selezzione di i materiali.

Vantaghji è Limitazioni

Vantaghji Struttura ligera è à bassu prufilu. Adattu per sistemi RF è microonde compatti. Compatibile cù circuiti planari è cunfigurazioni di matrici. Pò supportà a polarizazione lineare o circulare secondu u disignu. Forma è layout flessibili per una integrazione persunalizata.

Limitazioni A larghezza di banda pò esse più stretta chè certi tipi d'antenna à cornu o riflettore. L'efficienza pò esse affettata da a perdita dielettrica è da a perdita di u cunduttore. U rendiment hè sensibile à u materiale di u sustratu, à u spessore è à e strutture vicine. I fattori termichi, ambientali è meccanichi devenu esse cunsiderati per l'applicazioni esigenti.

Applicazioni tipiche

Per via di u so fattore di forma planare è di a so flessibilità di cuncepimentu, l'antenne microstrip sò aduprate in parechje piattaforme RF è microonde induve u spaziu, u pesu è l'integrazione sò impurtanti.

Sistemi RadarFront-end radar compatti, phased array è piattaforme di rilevamentu direzionale.	Aerospaziale è DifesaInstallazione à bassu prufilu induve l'altezza meccanica è u pesu importanu.	Cumunicazione senza filuCollegamenti à microonde, antenne terminali è moduli di cumunicazione integrati.
Misurazione di l'antennaLaboratorii RF per test, paragone è valutazione à livellu di sistema.	Navigazione è TelemetriaBande selezziunate è requisiti di polarizazione.	Integrazione di u sistemaEquilibriu di e prestazioni di l'antenna cù i vincoli di a scatula è di a piattaforma.

Antenne a matrice di microstriscia

Un unicu elementu di microstriscia pò esse adupratu solu, ma parechji sistemi à microonde necessitanu un guadagnu più altu, fasci furmati, o capacità di scansione. In questi casi, parechji elementi di patch ponu esse disposti in unantenna à matrice di microstrip.

Cuntrullendu a spaziatura di l'elementi, a rete d'alimentazione, l'ampiezza è a distribuzione di fase, l'ingegneri ponu ottene diversi obiettivi di larghezza di fasciu, lobi laterali, guadagnu è polarizazione. L'antenne in matrice microstrip sò cumunemente cunsiderate per radar, cumunicazione satellitare, misurazione elettronica è sistemi RF direzionali compatti.

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