ניו-טק מגזין | מאי 2023 | מהדורה דיגיטלית

צרת סרט Microstrip Patch ניתוח אנטנה מסוג עבור קיטוב מעגלי

Vladimir Vulfin and Itamar Madar, Electromagnetics Infinity LTD - Ansys Channel Partner

. האנטנה Loss Tangent = 0.004 - ו εr =3.66 מתוכננת עבור תדר העבודה המרכזי של . הממדים של האלמנט הקורן הם 3 GHz . הממדים של משטח 25.5 mmX 25.5 mm .עובי משטחי 60 mmX 60 mm האדמה הם . חיתוך פינות בצורה נכונה 35 μm הנחושת באלמנט הקורן מייצר קיטוב מעגלי. האנטנה מתוכננת עבור אימפדנס כניסה ומוזנת ממחבר קואקסיאלי. 50 Ω . 2 מקדם החזרה של האנטנה מופיע באיור כפי שניתן לראות רוחב סרט של האנטנה מוצג גרף 3 . באיור S 11<-10 dB לפי 60 MHz . ניתן לראות צורה של Smith של דיאגרמת נמצא בקודקוד הלב, מה 3 GHz לב. התדר שמצביע על קיטוב מעגלי בתדר הזה. נשים לב, התדר בו מקדם החזרה הנמוך ביותר אינו התדר בו האנטנה בעלת קיטוב מעגלי. מופיעים גרפים בתלת מימד 4 באיור ) בתדר dBi המתייחסים לשבח האנטנה ( . במקרה של קיטוב מעגלי מושלם, 3 GHz הערך המקסימלי עבור שבח האנטנה בשני יהיו זהים. ניתן Phi ו – Theta הקיטובים לראות שהערכים האלה קרובים זה לזה. כמו כן, מפני ששבח עבור הקיטוב המעגלי הימני דומיננטי יותר משבח עבור הקיטוב

המעגלי שמאלי, ניתן להסיק שאנטנה בעלת קיטוב מעגלי ימני. במצב האידיאלי RHCP של קיטוב מעגלי מושלם, השבח יחסית לשבח עבור 3 dB יהיה גבוהה ב – . במקרה שלנו ניתן Phi ו- Theta רכיבי . 3 dB לראות שישנה תוספת כ – מציגים גרפים עבור חתכי 6 – ו 5 איורים ) של elevation ) והגבהה ( azimuth צידוד ( . 3 GHz שבח האנטנה בתדר בחתך Theta =90° נשים לב, שעבור זווית מקבלים אותו Phi =0° הגבהה ועבור זווית ערך של שבח, מפני שזה אותו כיוון במרחב. על מנת לבחון את טיב הקיטוב המעגלי של Axial Ratio האנטנה, נשרטט גרפים של עבור חתכי צידוד והגבהה, כפי שמופיעים . 8 ו – 7 באיורים כאשר מתכננים אנטנה בעלת קיטוב מעגלי, מתאר עיוות של הקיטוב Axial Ratio המדד המעגלי. באנטנה בעלת קיטוב מעגלי, מטרתנו היא ליצור קיטוב מעגלי מושלם, Axial . נהוג להגדיר Axial Ratio = 1 = 0 dB כרוחב הסרט במובן 3 dB בנקודות Ratio של קיטוב מעגלי. ע"י שימוש בתוכנת סימולציה ניתן לבדוק שרוחב הסרט במובן של קיטוב מעגלי באנטנה המוצגת בכתבה

שנם שימושים רבים עבור אנטנות בעלות קיטוב מעגלי, לדוגמא

י

בתקשורת לוויינית. בכתבה הזאת נראה Microstrip כיצד ניתן לתכנן אנטנה מסוג עבור קיטוב מעגלי. ישנן הרבה Patch אפשרויות לייצר קיטוב מעגלי באנטנת , לדוגמא חריץ באלכסון, Microstrip Patch שימוש בשני זנים אורתוגונליים עם הפרש sequential מעלות, שימוש בשיטה 90 פאזה , וכו'. כאן נציג אפשרות לשימוש rotation בחיתוך פינות של האלמנט הקורן. החיסרון באנטנה הזו הוא רוחב הסרט הצר, אך המטרה של הכתבה היא לתאר כיצד לנתח אנטנה בעלת קיטוב מעגלי ולא לתכנן אנטנה עם רוחב סרט רחב. תכן וסימולציות אלקטרומגנטיות נעשו Ansys ע"י שימוש בתוכנה מסחרית FEM , במישור התדר, בשיטת HFSS ), כאשר החלוקה Finite Element Method ( , 1 היא לפי טטראדרים. באיור Mesh של ניתן לראות את התצורה של האנטנה ממבט מלמעלה ומבט מהצד. האנטנה מורכבת ממשטח האדמה, מצע דיאלקטרי ואלמנט קורן. המצע , עם 30 mil הדיאלקטרי באנטנה בעובי של

New-Tech Magazine l 58