Was ist der Zweck der Elemente dieser Antenne?

Ich habe eine 5-GHz-23-dBi-WLAN-Panelantenne mit der in den folgenden Abbildungen gezeigten Geometrie.

Ich war ziemlich neugierig auf den Zweck dieses bizarren Antennendesigns. Die Elemente haben so einzigartige Formen, und jede ist leicht unterschiedlich, obwohl es viele Symmetrien gibt. Einige Elemente sind nicht mit irgendetwas verbunden (Parasiten?), Aber viele sind an die Mittellinie gebunden. Unterhalb der Antenne befindet sich eine Masseebene (ca. 1 Zoll) und die angesteuerten Elemente sind auf einer Leiterplatte geätzt.

Wie kommt ein solches Design mit einer so komplizierten Geometrie zustande? Ich bin einigermaßen mit Elektromagnetik und Antennentheorie vertraut, verstehe dies aber noch nicht.

Es scheint ein Patch-Antennen-Array zu sein, analog zu diesem:

Patch-Antennen-Arrays sind eine spezielle Art von Mikrostreifenantennen . In diesem Artikel finden Sie viele Details dazu .

Ein relevanter Auszug:

PLANARE MIKROSTREIFENREIHEN

Planare Mikrostreifenanordnungen werden verwendet, um einen Bleistiftstrahl zu bilden, und Anordnungselemente können auf verschiedene Arten zugeführt werden. Im ersten Beispiel wird der Unternehmensfeed verwendet, um jedes Arrayelement separat zu aktivieren. In Abbildung 10.4 ist ein Beispiel gezeigt, das aus Patch-Strahlern und einem Netzwerk von Mikrostreifen-Zuleitungen besteht. Die Patch-Feeds sind eingefügt, um eine gute Anpassung an die Feed-Lines zu erreichen. Die Zuleitungen sind von ähnlicher Länge, so dass der Strahl bei allen Frequenzen zur Array-Breitseite zeigt. Die Bandbreite wird durch die Patches selbst begrenzt, was in der Regel einige Prozent beträgt. Die Zuleitungen sind ziemlich lang, was zu den Verlustmechanismen beiträgt, und an Biegungen und Kreuzungen wird Störstrahlung verursacht.

Da Sie sich mit der Antennentheorie einigermaßen auskennen, werden Sie vielleicht zu schätzen wissen, wie ein solches planares Antennenarray ein nützliches Strahlungsmuster erzeugen kann, wie das folgende Bild einer Simulation zeigt:

EDIT (Nach einer gründlicheren Suche im Internet)

Möglicherweise finden Sie den folgenden Artikel sehr interessant, da er eine kurze und klare Erklärung der Grundlagen von Patch-Antennen darstellt:

• Die Grundlagen der Patch-Antennen, aktualisiert; Von D. Orban und GJK Moernaut; Orban Mikrowellenprodukte

Einige Auszüge:

Zu den Themen gehören Funktionsprinzipien, Impedanzanpassung, Strahlungsmuster, Zirkularpolarisation, Bandbreite, Effizienz, alternative Speisetypen, gestapelte Patches und Verhalten bei höheren Moden.

[...]

Eigenschaften eines Basis-Microstrip-Patches

Eine Mikrostreifen- oder Patchantenne ist eine Antenne mit niedrigem Profil, die gegenüber anderen Antennen eine Reihe von Vorteilen bietet: Sie ist leichtgewichtig, kostengünstig und Elektronik wie LNAs und SSPAs können problemlos in diese Antennen integriert werden. Während die Antenne eine 3-D-Struktur sein kann (zum Beispiel um einen Zylinder gewickelt), ist sie normalerweise flach, weshalb Patch-Antennen manchmal als Planarantennen bezeichnet werden.