آنتن پچ دایره ای (Circular Patch Antenna)، در فیزیک (Physics)
انواع آنتن ها (Antenna) را در آموزش زیر شرح دادیم :
آنتن پچ دایره ای (Circular Patch Antenna) :
آنتن پچ دایره ای (Circular Patch Antenna) دومین نوع پرکاربرد آنتن های میکرواستریپ است. این آنتن به دلیل تقارن دایره ای خود، مزایایی مانند تولید آسان تر قطبش دایره ای و پهنای باند کمی بیشتر (در برخی موارد) نسبت به نوع مستطیلی دارد. تحلیل آن با استفاده از توابع بسل (Bessel Functions) انجام می شود.
شعاع
\[ a \]پچ دایره ای برای تشدید در مد اصلی (TM11) از رابطه
\[ a = \frac{1.841c}{2\pi f \sqrt{\epsilon_r}} \]به دست می آید. اما این رابطه برای یک پچ با صفحه زمین نامتناهی و دی الکتریک بدون ضخامت است. در عمل، به دلیل میدان های حاشیه ای، شعاع مؤثر کمی بزرگتر است و باید تصحیح شود. رابطه اصلاحی
\[ a_{eff} = a \sqrt{1 + \frac{2h}{\pi a \epsilon_r} (\ln(\frac{\pi a}{2h}) + 1.7726)} \]است.
مد اصلی در پچ دایره ای TM11 است که توزیع میدان آن یکنواخت نیست و در مرکز پچ صفر و در لبه ها بیشینه است. الگوی تشعشعی آن مشابه پچ مستطیلی است، با یک گلبرگ اصلی در جهت عمود بر صفحه. قطبش آن خطی است، اما با تغذیه در دو نقطه عمود بر هم با اختلاف فاز ۹۰ درجه، می توان قطبش دایره ای تولید کرد.
یکی از مزایای پچ دایره ای این است که برای دستیابی به قطبش دایره ای، نیازی به برش گوشه ها یا ایجاد اختلال در شکل نیست. کافی است تغذیه در دو نقطه با فاصله ۹۰ درجه (از نظر الکتریکی) انجام شود. همچنین پهنای باند قطبش دایره ای آن معمولا خوب است. پچ دایره ای در آرایه ها نیز به دلیل تقارن، تزویج متقابل کمتری با همسایگان دارد.
کاربردهای پچ دایره ای شامل سیستم های GPS (که نیاز به قطبش دایره ای دارند)، مخابرات ماهواره ای، و آنتن های آرایه ای با اسکن دو بعدی است. طراحی آن نسبت به پچ مستطیلی کمی پیچیده تر است، اما ابزارهای شبیه سازی امروزی این کار را آسان کرده اند.
