Antene Microstrip

Extras din referat Cum descarc?

O structura microstrip are, in principiu, configuratia prezentata in figura nr. 1. Un substrat
dielectric, cu permitivitatea dielectrica relativa ?r si tangenta unghiului de pierderi tg?, are una din fete
complet acoperita cu o folie conductoare foarte subtire. Acoperirea se face prin lipire cu adezivi
speciali sau prin depunere electrochimica. Grosimea t a stratului conductor variaza intre 0,0007 in
(0,00178 cm) si 0,0014 in (0,003556 cm), iar grosimea h a dielectricului ia valori intre 0,002 in (0,005
cm) si 0,25 in (0,635 cm). Initial fata opusa opusa a dielectricului este acoperita cu o folie metalica
identica, ce este ulterior corodata cu exceptia unei regiuni rectilinii de latime w.
Figura nr. 1 - Structura microstrip de baza
Cele doua folii conductoare separate de dielectric formeaza un ghid ce permite propagarea
modului TEM. Grosimea h a dielectricului reprezinta doar o fractiune (cca 2%) din lungimea de unda
si, daca regiunea necorodata superioara isi pastreaza latimea constanta, nu exista practic radiatie
electromagnetica in afara structurii.
Figura nr. 2 - Structura microstrip radianta
Pentru ca structura sa radieze este necesar ca latimea regiunii mentionate sa prezinte variatii
rapide. De exemplu, structura din figura nr. 2 radiaza energie electromagnetica datorita variatiei de
latime la jonctiunea dintre linia de alimentare si zona dreptunghiulara, precum si la terminarea brusca
a zonei dreptunghiulare (marcate in figura). Riguros vorbind, exista radiatie electromagnetica pe toate
laturile zonei dreptunghiulare, dar ea este semnificativa numai pe cele mentionate anterior.
h t
w
?r
?r
Arie conductoare
Linie de alimentare
Laturi radiante
Antene si propagare: Proiectarea antenelor microstrip
2
Toate antenele microstrip sunt, in esenta, discontinuitati intr-un mediu fizic ce
determina radiatia energiei electromagnetice in afara mediului. Forma diagramei de radiatie este
determinata de forma acestor discontinuitati. Impedanta unei discontinuitati se comporta in frecventa
ca si un circuit RLC paralel. Frecventa optima de functionare se considera acea frecventa la care
impedanta este pur rezistiva. Aria conductoare radianta poate avea si alte forme decat
dreptunghiulara.
Avantaje
- Dimensiuni extrem de mici, ceea ce ii permite sa fie inclusa in carcasa unui echipament sau sa fie
lipita pe un capac al acestuia.
- Daca substratul este flexibil antena poate lua forma arbitrara a spatiului pe care trebuie sa-l ocupe,
putand constitui chiar invelisul de protectie pentru echipament.
- Greutate mica.
- Pret de productie foarte mic deoarece nu necesita prelucrarea unor piese metalice masive.
Corodarea fotolitografica este un proces standard foarte bine controlat, ceea ce permite realizarea
cu precizie a dimensiunilor dorite. In consecinta, procesul tehnologic de fabricare a antenelor
microstrip este cu o excelenta reproductibilitate.
- Productia pe scara larga nu pune probleme deosebite.
- Procesul de productie este cu mare integrabilitate, acelasi circuit incluzand antena microstrip si
circuitele de alimentare ale acesteia. Mai mult, antena poate fi plasata pe acelasi substrat ca si
dispozitivele active sau componentele ce formeaza blocul de RF al echipamentului. Unele antene
microstrip au fost incluse chiar in structuri de circuite integrate VLSI (antene monolitice).
Dezavantaje
- Principalul dezavantaj - banda de frecventa foarte mica. Factorul de calitate este uzual intre 50 si
75 si, pentru o variatie admisa a coeficientului de unda stationara de maximum 2 : 1, rezulta o
banda de frecvente de numai 1 - 5% din frecventa de lucru.
- Proiectarea sirurilor de antene microstrip avand nivel mic al lobilor secundari este foarte dificil de
realizat tocmai datorita benzii foarte inguste de frecventa a elementului de sir. Diagrama de
radiatie a sirului poate fi complet modificata de radiatia parazita necontrolabila a liniei microstrip
de alimentare.
- Liniile de alimentare, realizate de regula in tehnica microstrip, au pierderi mari si, de aceea,
antena microstrip in ansamblu are eficienta scazuta.
Domenii de utilizare
Antenele microstrip se utilizeaza cu precadere in aplicatiile in care cerintele ca antena sa fie
mica, usoara si, eventual, flexibila sunt de prima importanta. De exemplu:
- Telemetrie si comunicatii pentru rachete
- Altimetre de bord pe aeronave
- Comunicatii si navigatie aeriana
- Topografie aeriana
- Comunicatii navale
- Ghidare automata a "armamentului inteligent"
- Sistemul GPS
Antene si propagare: Proiectarea antenelor microstrip

Fisiere in arhiva (1):

 Antene Microstrip.pdf