Les avantages et les inconvénients des antennes planaires

Tamara Wilhite est rédactrice technique, ingénieure industrielle, mère de deux enfants et auteure publiée de science-fiction et d’horreur.

Une antenne planaire place à la fois les éléments actifs et parasites sur un même plan, ce qui les rend bidimensionnels. Les antennes planaires comprennent les antennes microruban et les antennes de carte de circuit imprimé. Les « patchs » d’antenne peuvent être carrés, triangulaires ou circulaires.

Les avantages des antennes planaires

Les antennes planaires sont une antenne ultra large bande à faible coût, en particulier lorsqu’elles sont produites en masse via la technologie des cartes de circuits imprimés.

Ils peuvent être très petits, ce qui les rend idéaux pour les applications sans fil.

Les réseaux planaires ont une grande ouverture. Le contrôle directionnel du faisceau est obtenu en faisant varier la phase de chaque élément.

Les antennes planaires ont un profil bas. Ils sont utilisés sur les avions depuis des années, car une antenne planaire sur un substrat mince et flexible n’affecte pas l’aérodynamisme de l’engin.

Lorsqu’ils sont montés sur une surface rigide, ils sont robustes. Par exemple, la conception plane peut inclure des dissipateurs thermiques intégrés.

Si vous fabriquez une antenne planaire avec la technologie PCB, l’intégrer à d’autres composants électroniques en même temps n’est ni difficile ni coûteux à réaliser. Les lignes de transmission peuvent alimenter directement ou indirectement une antenne planaire intégrée.

Ils peuvent prendre en charge la polarisation linéaire et circulaire en fonction de la conception utilisée.

Les inconvénients des antennes planaires

Le profil bas des plans les rend populaires dans les baies. Cependant, les éléments et les lignes d’alimentation s’influencent mutuellement. Cela signifie que les réseaux planaires doivent être conçus pour tenir compte du couplage mutuel entre les éléments et des réflexions internes. Pourtant, vous devez utiliser un tableau si vous souhaitez augmenter leur efficacité.

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De nombreuses antennes planaires ont une bande passante étroite. Ceci est particulièrement mauvais pour les antennes microruban.

Ils ont une faible efficacité de rayonnement.

Ils ont un faible gain. Cela peut être amélioré en chargeant des encoches et en mettant une broche de court-circuit dans le patch rayonnant. Les espaces entre les patchs de l’antenne planaire améliorent également le gain. C’est pourquoi vous voyez des antennes à quatre patchs avec quatre patchs de taille moyenne au lieu d’une antenne avec un seul « patch » très grand.

Observations sur les antennes planaires

La plupart des antennes planaires ont un gain faible à moyen.

Une antenne plane peut avoir un écran réfléchissant derrière le plan actif ; ceci est courant dans les systèmes radar.

Une antenne F inversée consiste en une antenne monopôle parallèle au plan de masse et mise à la terre à une extrémité. Une antenne PIF ou PIFA est une antenne planaire en F inversé. Une utilisation courante de ce type d’antenne est comme antenne interne dans les téléphones portables. La version multibande de cette antenne peut être utilisée dans les autoradios, les systèmes de navigation par satellite et les équipements de communication sans fil.

Utilisations des antennes planaires

Les antennes planaires sont couramment utilisées dans les applications sans fil, en particulier lorsque les dispositifs sans fil peuvent utiliser l’une quelconque d’un certain nombre de fréquences. L’exemple classique en est un réseau wifi multibande. Les antennes planaires ultra large bande sont couramment utilisées dans la radio définie par logiciel. Les antennes planaires à large bande peuvent être utilisées avec des sources de signaux, des analyseurs de spectre et des testeurs de téléphones portables. Les réseaux planaires sont régulièrement utilisés dans les systèmes radar.

Sommaire

Les antennes planaires se trouvent sous une variété de formes. En général, ils sont bon marché, polyvalents et souvent utilisés dans des applications à large bande. Cela se fait au détriment du gain, de l’efficacité et de la portée.

Cet article est exact et fidèle au meilleur de la connaissance de l’auteur. Le contenu est uniquement à des fins d’information ou de divertissement et ne remplace pas un conseil personnel ou un conseil professionnel en matière commerciale, financière, juridique ou technique.

questions et réponses

Question: Comment puis-je rendre directionnelle une antenne planaire montée sur circuit imprimé? La plupart des cartes de capteurs radar de taille micro sont omnidirectionnelles.

Réponse: L’antenne directionnelle planaire la plus courante est l’antenne patch.

Pratiquement tous les capteurs d’application Radar que j’ai vus utilisaient des antennes directionnelles.

© 2018 Tamara Wilhite