Mit diesem Konverter können Ingenieure und Studenten die physikalischen Abmessungen einer rechteckigen Mikrostreifen-Patchantenne basierend auf der Resonanzfrequenz, der Substrathöhe und der Dielektrizitätskonstante bestimmen. Es ist nützlich für HF-Design und Antennen-Prototyping.
Verwendungsmöglichkeiten des Microstrip-Patch-Antennenkonverters
1. Schätzen Sie schnell die Patchbreite und -länge für ein bestimmtes Substrat und eine bestimmte Frequenz.
2. Unterstützung beim PCB-Antennendesign ohne manuelle Berechnungen.
3. Erleichtern Sie das Lernen und Experimentieren mit den Eigenschaften von HF-Antennen.
Umrechnungsformel
Breite: W = (c / (2 × f₀)) × √(2 / (εr + 1))
Effektive Dielektrizitätskonstante: ε_eff = (εr + 1)/2 + ((εr – 1)/2) × (1 + 12h/W)^(-0,5)
Effektive Länge: L_eff = c / (2 × f₀ × √ε_eff)
Deltalänge: ΔL = 0,412 × h × ((ε_eff + 0,3) × (B/h + 0,264)) / ((ε_eff – 0,258) × (B/h + 0,8))
Tatsächliche Länge: L = L_eff – 2 × ΔL
Formelerklärung
Die Breitenformel liefert die anfängliche Patchbreite für die Resonanz. Die effektive Dielektrizitätskonstante ist für Randfelder an den Patchrändern verantwortlich. Die effektive Länge berücksichtigt den dielektrischen Effekt, während die Delta-Länge Randeffekte korrigiert, um die tatsächliche Patchlänge zu ermitteln.
Beispiel
Für ein Substrat mit εr = 4,4, Höhe h = 1,6 mm und Resonanzfrequenz f₀ = 2,4 GHz:
B ≈ 38,21 mm, L ≈ 28,54 mm
Warum dieser Microstrip-Patch-Antennenkonverter nützlich ist
1. Spart Zeit bei der manuellen Berechnung der Antennenabmessungen.
2. Reduziert Konstruktionsfehler durch die Bereitstellung konsistenter, genauer Ergebnisse.
3. Nützlich für RF-Prototyping und Versuchsaufbauten.
4. Hilft den Schülern, Antennendesignkonzepte zu visualisieren und zu verstehen.
5. Ermöglicht eine schnelle Optimierung der Patch-Antennenparameter für verschiedene Anwendungen.