Le calculateur d’antenne microstrip patch permet de déterminer les dimensions d’une antenne patch sur substrat diélectrique pour une fréquence de résonance donnée.
Cet outil est utile pour les ingénieurs RF et les concepteurs d’antennes pour optimiser la performance et l’efficacité des systèmes de communication.
Formules utilisées
W = (c / (2 × f₀)) × √(2 / (εr + 1))
εeff = (εr + 1)/2 + ((εr – 1)/2) × (1 + 12 × (h / W))⁻¹/²
Leff = c / (2 × f₀ × √εeff)
ΔL = 0.412 × h × ((εeff + 0.3) × (W/h + 0.264)) / ((εeff – 0.258) × (W/h + 0.8))
L = Leff – 2 × ΔL
où :
εr = constante diélectrique du substrat
h = hauteur du substrat (mm, cm, m)
f₀ = fréquence de résonance (Hz, MHz, GHz)
W = largeur de l’antenne (mm)
L = longueur effective de l’antenne (mm)
c = vitesse de la lumière (~3 × 10⁸ m/s)
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Explication
La largeur W de l’antenne détermine l’impédance et la bande passante, tandis que la longueur L définit la fréquence de résonance.
La constante diélectrique effective εeff prend en compte l’effet du substrat sur la propagation du signal.
ΔL est la correction de longueur due aux franges du champ autour du patch, permettant un dimensionnement précis.
Utilisation
Cet outil aide les ingénieurs et concepteurs d’antennes à :
- Calculer rapidement les dimensions nécessaires d’un patch pour une fréquence donnée.
- Optimiser les performances en ajustant la largeur et la longueur selon le substrat.
- Concevoir des antennes compactes pour les systèmes RF et les communications sans fil.
Exemple de calcul
Pour un patch avec :
εr = 4.4, h = 1.6 mm, f₀ = 2.4 GHz :
W ≈ 38.1 mm
L ≈ 29.0 mm
Conseils de calcul
- Assurez-vous d’utiliser des unités cohérentes pour h et f₀.
- Vérifiez que la constante diélectrique du substrat correspond aux spécifications du matériau réel.
- Testez différentes valeurs de substrat et de fréquence pour optimiser la taille et la performance du patch.
Pourquoi ce calcul est utile
Connaître les dimensions correctes du patch permet de garantir une résonance précise, une impédance adaptée et une efficacité maximale pour les systèmes RF et sans fil.