Diseño microstrip
Antena microstrip basada en array de
patches para la banda frecuencial de
wireless LAN
Iratxo Pichel Ortiz
Asier Llano Palacios
Índice
Especificaciones
Patches
Diseño
Topología
Sustrato
Patch
Array de patches
Adaptación 1
Adaptación 2
Adaptación 3
Layout
Simulación
Resultados
Conclusiones
Especificaciones
Especificaciones de diseño
Tecnología microstrip (revelado)
Radiadores con forma de parches rectangulares
Utilización de arrays
Banda de Wireless LAN
Dimensiones reducidas
Especificaciones técnicas
Banda frecuencial: 2,40 – 2,48 GHz
|S11| máx: -10 dB (0.31)
COE máx: 1.92
Ganancia mín: 8 dB
Patches
Figura plana en placa microstrip (rectangulares,
circulares, …)
Máximos de radiación en los extremos inicial y final
Longitud aproximada de λ/2
Determina la frecuencia de resonancia
Anchura “aprox” cuadrada
Determina la eficiencia de radiación
Impedancia de entrada elevada (100 – 300 Ω)
Diseño:
Bibliografía:
Realización de hoja de cálculo
Diseño – Topología
Array cuadrado: N x N
Longitud de onda: 12 cm (aire)
Tamaño máximo: 15 cm
Solución: 2x2
Diseño – Elección del sustrato
Problema de elección del sustrato
Sustrato Impedancia de patches
Impedancia Realizabilidad de la líneas
Comienzo con diferentes sustratos
Placa doble cara Líneas demasiado finas
Dos placas de una cara contrapuestas
Dos placas de una cara separadas 5 mm
Líneas muy gruesas y antena muy grande
Selección
Dos placas de una cara contrapuestas
Diseño – Patch
Diseño a partir de hoja de cálculo
Longitud: 38 mm
Anchura: 28.5 mm
Simulación
Funcionamiento correcto
Impedancia de entrada: 300 Ω (real)
38 mm
28.5 mm
Diseño – Array de Patches
Diseño:
Separación λ0/2: 60 mm
Simulación:
Impedancia de entrada: 140 Ω
Interacción entre antenas
60 mm
60 mm
Diseño – Adaptación 1
Mínima línea realizable: 1 mm (≈110Ω)
Mejor solución: línea λ/2
Impedancia: 140Ω (patch)
35.2 mm
110Ω
Diseño – Adaptación 2
Adaptación 70Ω (2 patches) a 100Ω (línea)
Línea de adaptación λ/4 (84Ω)
17.52 mm
Diseño – Adaptación 3
Después de simular queda una admitancia de 50 -
84j Ω
Insertar stub paralelo de admitancia 84j
Para que sea ajustable se hará 5mm mayor
Layout
Simulación
Simulación
Resultados – Carta de Smith
Resultados – COE
1,7
1,6
1,5
1,4
1,3
1,2
1,1
1
2,4 2,41 2,42 2,43 2,44 2,45 2,46 2,47 2,48
GHz
Resultados - |S11|
-10
-12
-14
-16
dB
-18
-20
-22
-24
2,39 2,4 2,41 2,42 2,43 2,44 2,45 2,46 2,47 2,48 2,49
GHz
Conclusiones
Antena microstrip sencilla
Patches iguales también en posición
Interactuación entre patches
Realizabilidad de las líneas