آنتن پچ با قطبش دایره ای (Circularly Polarized Patch Antenna)، در فیزیک (Physics)
انواع آنتن ها (Antenna) را در آموزش زیر شرح دادیم :
آنتن پچ با قطبش دایره ای (Circularly Polarized Patch Antenna) :
آنتن پچ با قطبش دایره ای (Circularly Polarized Patch Antenna) نوعی آنتن میکرواستریپ است که امواج با قطبش دایره ای (چپ گرد یا راست گرد) تولید می کند. قطبش دایره ای در بسیاری از کاربردها مانند GPS، مخابرات ماهواره ای، و RFID مزایای زیادی دارد، از جمله کاهش اثرات چرخش فارادی در یونسفر و عدم حساسیت به راستای آنتن های فرستنده و گیرنده.
برای تولید قطبش دایره ای، باید دو مد عمود بر هم با دامنه مساوی و اختلاف فاز ۹۰ درجه ایجاد کرد. در آنتن پچ، این کار به چند روش انجام می شود: ۱) تغذیه در دو نقطه عمود بر هم با اختلاف فاز ۹۰ درجه (با استفاده از یک هیبرید ۹۰ درجه یا شبکه تغذیه)، ۲) ایجاد اختلال (Perturbation) در شکل پچ، مانند بریدن گوشه ها (Truncated Corners) در پچ مربعی یا ایجاد یک شکاف مورب (Slit) در پچ، ۳) استفاده از پچ دایره ای با تغذیه در یک نقطه مناسب (که مدهای نزدیک به هم را تحریک کند).
روش اختلال ساده ترین و رایج ترین روش برای پچ های تکی است. در یک پچ مربعی، اگر دو گوشه متقابل (مثلا یک قطر) کمی بریده شوند، فرکانس تشدید دو مد اصلی (در راستای طول و عرض) کمی از هم جدا می شود. با طراحی دقیق اندازه بریدگی، می توان در یک فرکانس میانی، این دو مد را با دامنه مساوی و اختلاف فاز ۹۰ درجه تحریک کرد. این روش پهنای باند قطبش دایره ای محدودی دارد.
روش تغذیه دو نقطه ای پهنای باند بیشتری می دهد، اما نیاز به شبکه تغذیه خارجی (مانند رات ریس (Rat-race) یا هیبرید شاخه ای (Branch-line coupler)) دارد که خود فضا اشغال می کند و تلفات دارد. این روش برای آرایه ها مناسب تر است. همچنین می توان از پچ دایره ای با تغذیه در یک نقطه با زاویه ۴۵ درجه نسبت به محورها استفاده کرد که در این صورت دو مد متعامد تحریک می شوند، اما برای قطبش دایره ای باید پچ کمی بیضوی شود.
کیفیت قطبش دایره ای با پارامتری به نام نسبت محوری (Axial Ratio) سنجیده می شود. نسبت محوری ۰ دسی بل (یا ۱ خطی) به معنای قطبش دایره ای کامل است. در عمل، نسبت محوری کمتر از ۳ دسی بل قابل قبول است. پهنای باند قطبش دایره ای معمولا به محدوده فرکانسی که نسبت محوری زیر ۳ دسی بل است، تعریف می شود.
