Hallo! Als Antennenlieferant bin ich schon eine ganze Weile dabei und eine Frage, die mir oft gestellt wird, ist: „Was ist eine Mikrostreifenantenne?“ Nun, lasst uns gleich eintauchen und es aufschlüsseln.
Grundlagen von Mikrostreifenantennen
Eine Mikrostreifenantenne ist ein Antennentyp, der aus einem dünnen metallischen Patch besteht, der auf einem dielektrischen Substrat platziert ist und dann von einer Masseplatte unterstützt wird. Stellen Sie es sich wie ein Sandwich vor, bei dem der Metallfleck die Füllung, das dielektrische Substrat das Brot und die Grundplatte die Platte ist, die das Sandwich hält.
Diese Antennen gibt es schon seit einigen Jahrzehnten, aber aufgrund ihrer vielen Vorteile haben sie in den letzten Jahren stark an Popularität gewonnen. Sie sind leicht, haben ein niedriges Profil und können problemlos in andere Geräte integriert werden. Sie finden sie in allen möglichen Gadgets, von Ihrem Smartphone bis zu Ihrem WLAN-Router.
Wie funktionieren sie?
Die Funktionsweise einer Mikrostreifenantenne ist ziemlich interessant. Wenn ein elektrisches Signal an das Metallpflaster angelegt wird, entsteht ein elektromagnetisches Feld. Dieses Feld strahlt in den Weltraum aus und auf diese Weise sendet und empfängt die Antenne Signale.
Die Form und Größe des Metallpflasters spielen eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Leistung der Antenne. Abhängig von den spezifischen Anforderungen der Anwendung können unterschiedliche Formen wie Rechtecke, Kreise oder Dreiecke verwendet werden. Ein rechteckiger Patch ist beispielsweise eine der häufigsten Formen, da er relativ einfach zu entwerfen und zu analysieren ist.
Vorteile von Mikrostreifenantennen
Einer der größten Vorteile von Mikrostreifenantennen ist ihre geringe Bauhöhe. Sie können sehr dünn hergestellt werden, was sie ideal für Anwendungen mit begrenztem Platzangebot macht. In modernen Smartphones ist beispielsweise nicht viel Platz für große, sperrige Antennen. Microstrip-Antennen können direkt in die Leiterplatte des Telefons integriert werden und beanspruchen nur sehr wenig Platz.
Sie sind außerdem leicht. Dies ist wichtig in Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt, wo jedes Gramm zählt. Eine leichtere Antenne bedeutet weniger Treibstoffverbrauch für ein Flugzeug, was auf lange Sicht viel Geld sparen kann.
Ein weiterer großer Vorteil von Mikrostreifenantennen ist, dass sie einfach herzustellen sind. Sie können mit Standard-Herstellungstechniken für Leiterplatten (PCB) hergestellt werden. Dies macht sie kostengünstig, insbesondere wenn sie in großen Mengen produziert werden.
Nachteile von Mikrostreifenantennen
Natürlich ist keine Antenne perfekt, und Mikrostreifenantennen haben auch ihre Nachteile. Eine der Hauptbeschränkungen ist ihre geringe Bandbreite. Unter Bandbreite versteht man den Frequenzbereich, über den die Antenne effektiv arbeiten kann. Mikrostreifenantennen haben im Vergleich zu anderen Antennentypen typischerweise eine relativ geringe Bandbreite. Dies bedeutet, dass sie möglicherweise nicht für Anwendungen geeignet sind, die einen breiten Frequenzbereich erfordern, wie beispielsweise einige Arten von Radarsystemen.
Sie haben auch einen relativ geringen Wirkungsgrad. Der Wirkungsgrad ist ein Maß dafür, wie gut eine Antenne elektrische Leistung in Strahlungsleistung umwandelt. Mikrostreifenantennen können aufgrund des Widerstands im Metallpflaster und im dielektrischen Substrat einen Teil der Leistung als Wärme verlieren.
Arten von Mikrostreifenantennen
Es gibt verschiedene Arten von Mikrostreifenantennen, jede mit ihren eigenen einzigartigen Eigenschaften. Ein gängiger Typ ist die bereits erwähnte Patch-Antenne. Ein anderer Typ ist die Schlitzantenne. Eine Schlitzantenne wird hergestellt, indem ein Schlitz in die Grundebene der Mikrostreifenstruktur geschnitten wird. Das Strahlungsmuster einer Schlitzantenne kann sich von dem einer Patchantenne unterscheiden und kann in bestimmten Anwendungen nützlich sein.
Es gibt auch Array-Antennen, die aus mehreren Mikrostreifenantennen bestehen, die in einem bestimmten Muster angeordnet sind. Array-Antennen können im Vergleich zu einer einzelnen Mikrostreifenantenne einen höheren Gewinn und eine bessere Richtwirkung bieten. Der Gewinn ist ein Maß dafür, wie gut eine Antenne die abgestrahlte Leistung in eine bestimmte Richtung fokussieren kann.
Anwendungen von Mikrostreifenantennen
Mikrostreifenantennen werden in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. In der drahtlosen Kommunikationsbranche werden sie in Smartphones, Tablets und WLAN-Routern verwendet. Sie werden auch in Satellitenkommunikationssystemen verwendet. Satelliten benötigen Antennen, die leicht sind und sich leicht in die Struktur des Satelliten integrieren lassen, und Mikrostreifenantennen erfüllen diese Anforderungen perfekt.
In der Automobilindustrie werden Mikrostreifenantennen in Anwendungen wie schlüssellosen Zugangssystemen und Reifendrucküberwachungssystemen eingesetzt. Sie werden auch für den Einsatz in autonomen Fahrzeugen zur Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und anderen Geräten auf der Straße untersucht.
Vergleich mit anderen Antennentypen
Bei der Auswahl einer Antenne ist es wichtig zu berücksichtigen, wie Mikrostreifenantennen im Vergleich zu anderen Typen abschneiden. Zum Beispiel,Keramikantennesind für ihren hohen Gewinn und ihre geringe Größe bekannt. Sie werden häufig dort eingesetzt, wo eine Hochleistungsantenne auf kompaktem Raum benötigt wird. Allerdings kann ihre Herstellung im Vergleich zu Mikrostreifenantennen teurer sein.
Auf der anderen Seite,Metallantennesind im Allgemeinen robuster und können höhere Leistungsstufen verarbeiten. Sie werden häufig in Anwendungen wie Rundfunk- und Militärkommunikationssystemen eingesetzt. Sie sind jedoch normalerweise sperriger und schwerer als Mikrostreifenantennen.
Unsere Angebote als Antennenlieferant
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Referenzen
- Balanis, Constantine A. „Antennentheorie: Analyse und Design.“ Wiley, 2016.
- James, JR und Hall, PS „Handbook of Microstrip Antennas“. Peter Peregrinus, 1989.