Le calculateur d’antenne patch microstrip permet de déterminer les dimensions d’une antenne microstrip à partir de la fréquence de résonance et des caractéristiques du substrat.
Il est essentiel pour la conception d’antennes compactes utilisées dans les systèmes RF, les communications sans fil et les applications embarquées.
Formule utilisée
Largeur (W) = (c / (2 × f₀)) × √(2 / (εr + 1))
Longueur effective (Leff) = c / (2 × f₀ × √εeff)
ΔL = 0.412 × h × ((εeff + 0.3)(W/h + 0.264)) / ((εeff – 0.258)(W/h + 0.8))
Longueur réelle (L) = Leff – 2 × ΔL
où :
c = vitesse de la lumière (m/s)
f₀ = fréquence de résonance (Hz, MHz ou GHz)
εr = constante diélectrique du substrat
h = hauteur du substrat (mm, cm ou m)
W = largeur de l’antenne (mm)
L = longueur réelle de l’antenne (mm)
ΔL = correction de frange
Explication
La largeur et la longueur d’un patch microstrip déterminent sa fréquence de résonance et son efficacité.
La largeur (W) influence l’impédance de l’antenne et la bande passante, tandis que la longueur réelle (L) prend en compte l’effet des franges pour assurer la précision de la fréquence de résonance.
La constante diélectrique et la hauteur du substrat affectent la vitesse de propagation du signal et donc les dimensions finales.
Utilisation
Cet outil est destiné aux ingénieurs RF, concepteurs d’antennes et étudiants en électronique.
Il sert à dimensionner rapidement les antennes microstrip pour des applications de communication, des réseaux sans fil et des systèmes embarqués.
Exemple de calcul
Pour un substrat avec εr = 4.4, une hauteur h = 1,6 mm et une fréquence de résonance f₀ = 2,4 GHz :
W ≈ 38,0 mm
L ≈ 28,5 mm
Conseils de calcul
- Vérifiez que les unités de hauteur et de fréquence sont cohérentes.
- Le calcul ne valide pas les valeurs extrêmes : des résultats négatifs ou NaN peuvent apparaître pour des entrées irréalistes.
- Testez différentes valeurs de substrat et de fréquence pour optimiser les performances de l’antenne.
Pourquoi ce calcul est important
La conception précise d’une antenne microstrip assure une bonne correspondance d’impédance, une bande passante adéquate et une efficacité maximale du rayonnement.
Elle évite les erreurs de dimensionnement et garantit que l’antenne fonctionne à la fréquence désirée.
Avantages
- Dimensionnement rapide et précis des antennes microstrip.
- Évite les erreurs de conception et les tests itératifs longs.
- Applicable pour toutes les fréquences RF et gammes de substrats courantes.
Résultat attendu : largeur (W) et longueur réelle (L) de l’antenne en millimètres, pour une fréquence de résonance précise.