¿Qué es el efecto de franja en la antena de parche microstrip?

Los campos de borde alrededor de la antena pueden ayudar a explicar por qué irradia la antena microstrip.

Considere la vista lateral de una antena de parche, que se muestra en la Figura a continuación.
Tenga en cuenta que, dado que la corriente al final del parche es cero (extremo de circuito abierto), la corriente es máxima en el centro del parche de media onda y (en teoría) cero al comienzo del parche. Este bajo valor de corriente en la alimentación explica en parte por qué la impedancia es alta cuando se alimenta al final (abordaremos esto nuevamente más adelante).

Dado que la antena de parche puede verse como una línea de transmisión de circuito abierto, el coeficiente de reflexión de voltaje será 1 (consulte el tutorial de la línea de transmisión para obtener más información). Cuando esto ocurre, el voltaje y la corriente están desfasados. Por lo tanto, al final del parche el voltaje es máximo (digamos + V voltios).

Al comienzo de la antena de parche (a media longitud de onda), el voltaje debe ser mínimo (-V Voltios). Por lo tanto, los campos debajo del parche se parecerán a los de la Figura 4, que muestra aproximadamente la franja de los campos alrededor de los bordes.
Figura 4. Vista lateral de la antena de parche con campos E mostrados debajo.

Son los campos de franjas los responsables de la radiación.

Tenga en cuenta que los campos de borde cerca de la superficie de la antena de parche están en la dirección + y.
Por lo tanto, los campos E de borde ( किनारे की f ) en el borde de la antena microstrip se suman en fase y producen la radiación de la antena microstrip .

Este párrafo es crítico para comprender la antena de parche. La corriente también se suma en fase en la antena de parche; sin embargo, una corriente igual pero con dirección opuesta está en el plano de tierra, lo que cancela la radiación.

Esto también explica por qué la antena de microstrip irradia pero la línea de transmisión de microstrip no.

La radiación de la antena microstrip surge de los campos de franjas, que se deben a la ventajosa distribución de voltaje; por lo tanto, la radiación surge debido al voltaje y no a la corriente.

Por lo tanto, la antena de parche es un “radiador de voltaje”, a diferencia de las antenas de cable, que irradian porque las corrientes se acumulan en fase y, por lo tanto, son “radiadores de corriente”.

Como nota al margen, el más pequeño es decir, cuanto más “inclinados” se vuelven los campos de franjas ;
se extienden más lejos del parche. Por lo tanto, el uso de una permitividad menor para el sustrato produce una mejor radiación.

En contraste, cuando se hace una línea de transmisión de microstrip (donde no se irradia energía), un alto valor de se desea, de modo que los campos estén más estrechamente contenidos (menos franjas), lo que resulta en menos radiación.

Esta es una de las compensaciones en el diseño de antenas de parche. Se han escrito trabajos de investigación en los que se utilizan dieléctricos distintos (permisos diferentes) debajo de las secciones de antena de parche y línea de transmisión, para evitar este problema.

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