Pins cortocircuito usa en las antenas de parches

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diseñadores de antenas siempre están buscando formas creativas para mejorar el rendimiento. Uno de los métodos utilizados en diseño de antena de parche es introducir un cortocircuito pines (del parche en el plano de tierra) en diversos lugares. Para ilustrar cómo esto puede ayudar, dos casos se ilustran.

Parche cuarto de longitud de onda

Un parche de cuartos de longitud de onda en cortocircuito en el otro extremo se muestra en la Figura 1.

quarter-wavelength patch with a shorting pin

Figura 1. revisión de los cuartos de longitud de onda con un cortocircuito pin en el extremo.

Debido a que el parche está en corto al final, la corriente al final del parche ya no está obligado a ser cero. Como resultado, esta antena en realidad tiene la misma distribución de corriente-voltaje como de media onda antena de parche.Sin embargo, los campos franja que son responsables de la radiación se ponen en cortocircuito en el otro extremo, por lo que sólo la campos más cercano al emitir la línea de transmisión. En consecuencia, la ganancia se reduce, pero el parche antena mantiene las propiedades básicas mismo como un parche de media longitud de onda, pero se reduce en tamaño 50%.

Cortocircuito Pin En la alimentación de un parche

Un cortocircuito pin también se puede utilizar en la alimentación de una antena de parche, como se muestra en la Figura 2.

half-wavelength patch with a shorting pin at the feed point

Figure 2. Half-wavelength patch with shorting pin at the feed.

You may be tempted to think that the shorting pin would zero out any power delivered to the antenna. However, because patches are high frequency devices (typically used at >1 GHz), the shorting pin actually introduces a parallel inductance to the antenna impedance. The equivalent circuit of the above antenna is shown in Figure 3. The antenna impedance is given by ZA, and the shorting pin introduces a reactance equal to jX.

equivalent circuit for patch antenna with shorting pin

Figura 3. Circuito equivalente de la antena en la Figura 2.

El efecto de la inductancia en paralelo desplaza la frecuencia de resonancia de la antena. En particular, el dos componentes en paralelo se traduciría en su admitancias (Y = 1 / Z) agregando. Por lo tanto, la admisión del parche tiene un 1 / (jX) agregó a la misma. De esta manera, la frecuencia de resonancia puede ser alterado.

Además, el pasador de cortocircuito puede ser capacitiva si en lugar de extender todo el camino a la tierra plano, se deja flotar un poco más arriba. Esto introduce otro parámetro de diseño para optimizar el rendimiento.

Plana invertida F-Antena (PIFA)

La antena PIFA es cada vez más utilizados en el mercado de la telefonía móvil. Esta antena se asemeja a un F invertida, lo que explica el nombre. Es popular porque tiene un perfil bajo y un patrón omnidireccional. La antena se muestra en la Figura 4.

PIFA antenna (planar inverted F antenna)

Figura 4. Antena PIFA.

El PIFA es resonante a un cuarto de longitud de onda, debido a la clavija de cortocircuito en el extremo. La alimentación se coloca entre el extremo abierto y en cortocircuito, y la posición de los controles de la impedancia de entrada.


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