Патч-антенна (микрополосковая)

Патч-антенна, или микрополосковая антенна, - это плоская антенна в виде небольшого проводящего участка-заплатки на печатной плате над сплошным слоем земли. Само слово patch переводится как «заплатка». Это самый распространённый тип антенны в компактной электронике: именно патч-антенны стоят в навигационных приёмниках, смартфонах, метках и множестве беспроводных устройств.

Устроена она просто. На одной стороне диэлектрической подложки вытравлен металлический прямоугольник или круг строго рассчитанного размера, на другой - сплошной проводящий слой. Размер заплатки подбирают примерно под половину длины волны в материале подложки, и на рабочей частоте участок начинает эффективно излучать. Вся конструкция плоская, тонкая и изготавливается теми же методами, что и обычные печатные платы.

Достоинства патч-антенны - компактность, дешевизна и технологичность. Её можно встроить прямо в плату устройства, не добавляя выступающих деталей, и выпускать массово с высокой повторяемостью. Излучает она преимущественно в одну сторону, от платы наружу, что удобно: например, в навигационном приёмнике антенна смотрит вверх, в небо, к спутникам. Форму заплатки можно рассчитать и под круговую поляризацию, нужную в навигации.

Платой за компактность стала узкая рабочая полоса частот и умеренное усиление одиночного элемента. Когда нужны более широкий диапазон или направленный луч, патчи объединяют в решётки из многих элементов, в том числе в фазированные антенные решётки. Именно патч-антенна в фокусе внимания, когда речь идёт о массовых компактных устройствах спутниковой навигации и связи.