La Calcolatrice Antenna Microstrip Patch permette di determinare le dimensioni ottimali di una microstrip patch in base alla costante dielettrica del substrato, all’altezza del substrato e alla frequenza di risonanza desiderata. Questo strumento è ideale per ingegneri e progettisti RF che vogliono progettare antenne compatte e performanti.
Equazioni di Dimensionamento
La calcolatrice utilizza passaggi matematici sequenziali per stimare la larghezza W e la lunghezza reale L della patch:
- Larghezza: W = (c / (2 × f₀)) × √(2 / (εr + 1))
- Costante dielettrica effettiva: εeff = (εr + 1)/2 + ((εr – 1)/2) × (1 + 12 × h/W)^(-0.5)
- Lunghezza effettiva: Leff = c / (2 × f₀ × √εeff)
- Delta lunghezza: ΔL = 0.412 × h × ((εeff + 0.3) × (W/h + 0.264)) / ((εeff – 0.258) × (W/h + 0.8))
- Lunghezza reale: L = Leff – 2 × ΔL
Spiegazione delle Equazioni
La larghezza W della patch influenza l’impedenza e il guadagno dell’antenna. La costante dielettrica effettiva εeff tiene conto dell’effetto del substrato sull’onda elettromagnetica. La lunghezza effettiva Leff determina la frequenza di risonanza, mentre la correzione ΔL compensa l’espansione del campo elettrico ai bordi della patch, ottenendo la lunghezza reale L della patch.
Esempi di Calcolo
Esempio 1: εr = 4.4, h = 1.6 mm, f₀ = 2.4 GHz. Risultato: W ≈ 38.08 mm, L ≈ 29.42 mm
Esempio 2: εr = 2.2, h = 1.5 mm, f₀ = 5 GHz. Risultato: W ≈ 54.67 mm, L ≈ 38.11 mm
Applicazioni della Calcolatrice Antenna Microstrip Patch
- Progettazione di antenne per Wi-Fi, Bluetooth e sistemi IoT
- Ottimizzazione delle dimensioni per applicazioni a bassa potenza
- Calcolo rapido delle dimensioni per prototipi e simulazioni
- Supporto a ingegneri RF nella fase di progettazione e testing
- Studio dell’effetto del substrato sulle prestazioni dell’antenna