. جنس پچ (Patch Material)

  • ماده پچ: برای دماهای بالا، از موادی با ویژگی‌های حرارتی مناسب همچون مس یا آلومینیم استفاده می‌شود. همچنین، استفاده از پچ‌هایی با پوشش‌های ضدزنگ (مانند نیکل) نیز می‌تواند مفید باشد.
  • عایق (Substrate): برای عایق باید از مواد دی الکتریک با قابلیت تحمل دماهای بالا، مانند PTFE (Teflon) یا Ceramic substrates استفاده کرد. PTFE می‌تواند دماهای بالای ۲۶۰ درجه سلسیوس را تحمل کند.

۲. ابعاد پچ

برای محاسبه ابعاد پچ آنتن میکرواستریپ، می‌توان از فرمول‌های زیر استفاده کرد. فرکانس مرکزی طراحی بر اساس ۸۰ گیگاهرتز تعیین می‌شود:

  • فرکانس کاری (f): 80 GHz
  • ضخامت دی الکتریک (h): معمولاً بین ۰.۱ تا ۰.۵ میلیمتر برای Agilent/materials استفاده می‌شود.

محاسبات ابعاد پچ:

  1. محاسبه طول پچ (L):

L=c2fϵrL=2fϵrc

که در آن:

  • cc = سرعت نور در خلا (تقریباً 3×108m/s3×108m/s)
  • ff = فرکانس کار (80 GHz)
  • ϵrϵr = ثابت دی الکتریک ماده
  1. محاسبه عرض پچ (W):

W=c2fϵr(11+hW)W=2fϵrc(1+Wh1)

انتخاب مواد:

  • برای S-parameters و چک کردن عملکرد آنتن، می‌توانید از نرم افزارهایی مانند CST Microwave Studio یا Ansys HFSS استفاده کنید.

۳. ضخامت دی الکتریک (Substrate Thickness)

  • ضخامت دی الکتریک (h): باید به خوبی انتخاب شود. ضخامت‌های متداول برای آنتن‌های میکرواستریپ معمولاً ۰.5 mm تا ۱ mm است. ضخامت بیشتر باعث افزایش باند فرکانسی می‌شود اما می‌تواند بازده آنتن را کاهش دهد. برای ۸۰ گیگاهرتز، ضخامت ۰.5 mm معمولاً مناسب است.

۴. انتخاب و طراحی پایانه‌ها (Feed Design)

  • روش‌های تغذیه: می‌توان از روش‌های تغذیه با چپاندن، تغذیه نواری یا ناپنج استفاده کرد. انتخاب روش به طراحی و کاربرد خاص وابسته است.

۵. اجزاء اضافی

  • تست حرارتی: قبل از نهایی‌سازی طراحی، تست حرارتی دی الکتریک‌ها و بررسی ویژگی‌های آن‌ها در شرایط دماهای بالا حیاتی است.
  • شکل‌دهی به آنتن: طراحی بهینه پچ، از قبیل شکل‌های مختلف (پیچیده، مستطیل، و ...) می‌تواند کارایی آنتن را بهبود بخشد.

۶. ملاحظات نهایی

  • تحلیل سطوح محیطی: اطمینان حاصل کنید که طراحی آنتن کیفیت و استقامت بالا را در شرایط فضای خارجی حفظ نماید.
  • شبیه‌سازی: شبیه‌سازی و مدل‌سازی دقیق برای بررسی عملکرد آنتن مورد نیاز است.

توجه داشته باشید که برای طراحی دقیق‌تری، مشاوره با متخصصین و انجام آزمایشات ابتدایی در محیط‌های شبیه‌سازی شده توصیه می‌شود.