O projeto de uma antena começa por λ = c/f, mas o comprimento final depende da estrutura, alimentação e ambiente. A 2,4 GHz, a onda no espaço livre tem cerca de 125 mm. Um dipolo de meia onda parte de aproximadamente 62,5 mm de comprimento total, ou 31,2 mm por braço. Esses valores são uma geometria inicial, não uma antena já ajustada.
Definir frequência, banda e montagem
Especifique frequência central, intervalo útil, polarização, cobertura, potência e impedância do circuito. Inclua caixa, plano de terra, bateria, cabo e peças metálicas próximas. O comportamento depois de integrado pode ser diferente do observado numa bancada aberta.
As bandas Wi‑Fi de 2,4, 5 ou 6 GHz não dispensam a definição dos canais suportados pelo produto e das condições locais de utilização. Uma frequência central isolada não garante a largura de banda necessária.
Calcular comprimentos de partida
Use c ≈ 299.792.458 m/s e f em hertz para obter λ em metros. Para estruturas de fio simples, as seguintes dimensões elétricas servem como referência:
| Frequência | λ | λ/2 | λ/4 |
|---|---|---|---|
| 433 MHz | 692 mm | 346 mm | 173 mm |
| 915 MHz | 328 mm | 164 mm | 81,9 mm |
| 2,4 GHz | 125 mm | 62,5 mm | 31,2 mm |
Num dipolo de meia onda, λ/2 é a soma dos dois braços. Um monopolo de quarto de onda necessita de um plano de terra ou contrapeso apropriado. Espessura, efeitos de extremidade e ambiente alteram o comprimento de ressonância.
Escolher a estrutura
O dipolo é uma referência simples. O monopolo utiliza a terra do dispositivo como parte do sistema. Uma Yagi exige estudar conjuntamente elementos parasitas e espaçamentos. Um patch é uma estrutura ressonante sobre um substrato, não apenas um fio cortado com a mesma fórmula.
Dobrar ou encurtar a antena não mantém automaticamente ganho, eficiência e banda. A miniaturização pode aumentar perdas e sensibilidade à caixa ou à mão do utilizador. Compare o produto completo nas condições de uso.
Substrato e fator de encurtamento
Não reduza qualquer antena impressa dividindo o comprimento por √εr do FR4. O campo ocupa meios diferentes; permissividade efetiva, geometria, espessura e campos de franja dependem da estrutura.
O modelo de uma linha microstrip não é automaticamente o de um patch ou monopolo impresso. Propriedades e tolerâncias do material também variam com frequência e lote. A fórmula inicial deve ser seguida de simulação e protótipo.
Alimentação e adaptação
A impedância de referência deve corresponder ao circuito: frequentemente 50 Ω em RF e 75 Ω em algumas instalações de televisão. O ponto de alimentação e a rede de adaptação fazem parte do projeto. Num dipolo alimentado por coaxial, avalie balun ou choque para controlar corrente comum na face exterior da malha.
Uma carta de Smith ajuda a analisar a impedância e a rede de adaptação. Um ponto bem adaptado não prova elevada eficiência de radiação: uma estrutura com perdas pode aceitar potência e dissipá-la.
Validar o protótipo
- Modelar radiador, alimentação, terra e estruturas próximas relevantes.
- Avaliar impedância, padrão, eficiência e sensibilidade às tolerâncias.
- Construir um protótipo com possibilidade de ajuste controlado.
- Calibrar o VNA no plano apropriado e medir S11 em toda a banda.
- Medir a radiação e repetir com a caixa final e as condições de uso.
Registe dimensões, materiais, posição do cabo e método de ensaio. Altere uma variável de cada vez para identificar o efeito. Para produção, avalie também a dispersão entre amostras.
A relação entre comprimento e corrente é apresentada na teoria do dipolo. Para refletores e alimentadores profissionais, compare as antenas SATCOM Dolph Microwave pela especificação completa.
