آنتن پچ (Patch Antenna)، در فیزیک (Physics)
انواع آنتن ها (Antenna) را در آموزش زیر شرح دادیم :
آنتن پچ (Patch Antenna) :
آنتن پچ (Patch Antenna) دقیقا همان آنتن میکرواستریپ است که در مورد قبل توضیح داده شد. اصطلاح "پچ" به المان فلزی روی سطح آنتن اشاره دارد. در اینجا به تفصیل بیشتری به انواع و ویژگی های آن می پردازیم. آنتن پچ قلب بسیاری از سیستم های مخابراتی مدرن است.
پچ های مستطیلی رایج ترین نوع هستند. طول پچ
\[ L \]تقریبا
\[ \frac{c}{2f\sqrt{\epsilon_{eff}}} \]است که
\[ \epsilon_{eff} \]ثابت دی الکتریک مؤثر زیرلایه است. عرض پچ
\[ W \]معمولا با رابطه
\[ W = \frac{c}{2f} \sqrt{\frac{2}{\epsilon_r+1}} \]انتخاب می شود تا بازده تشعشعی بهینه شود. ضخامت زیرلایه
\[ h \]معمولا بین ۰.۰۱ تا ۰.۰۵ طول موج در خلأ است.
پچ دایره ای نیز محبوب است. شعاع آن برای تشدید در مد اصلی (TM11) حدود
\[ a = \frac{1.841c}{2\pi f \sqrt{\epsilon_r}} \]است. پچ دایره ای برای تولید قطبش دایره ای با تغذیه در دو نقطه مناسب است. پچ مثلثی (معمولا متساوی الاضلاع) نیز کاربردهایی دارد، به ویژه در آرایه ها برای کاهش تزویج متقابل.
روش های تغذیه آنتن پچ متنوع است و هر کدام مزایا و معایبی دارند. تغذیه با خط میکرواستریپ ساده است اما باعث تشعشع ناخواسته از خط تغذیه می شود. تغذیه با پروب کواکسیال تطبیق خوبی می دهد اما پهنای باند محدودی دارد و سوراخ کاری نیاز دارد. تغذیه تزویج شکافی (Aperture Coupling) پهنای باند بیشتری می دهد و خط تغذیه را از پچ جدا می کند، اما ساخت آن چندلایه است. تغذیه مجاورتی (Proximity Coupling) نیز پهنای باند خوبی دارد اما ساختار پیچیده تری دارد.
آنتن پچ پایه و اساس بسیاری از آنتن های پیشرفته مانند آرایه های پچ، آنتن های با قطبش دایره ای، آنتن های چندبانده (با استفاده از شکاف ها یا پچ های چندلایه)، و آنتن های بازآرایی پذیر (Reconfigurable) است. با وجود پهنای باند محدود، تحقیقات زیادی برای بهبود آن انجام شده و امروزه آنتن های پچ با پهنای باند بیش از ۵۰٪ نیز با استفاده از تکنیک های خاص (مانند پچ های E-shaped یا با شکاف U-shaped) ساخته می شوند.
