آنتن Patch یعنی چه؟ (برای مبتدی)
آنتن Patch (یا Microstrip Patch Antenna) یک آنتن مسطح است که روی یک صفحه رسانا (PCB یا ورق مس) قرار می‌گیرد. این آنتن در یک جهت مشخص الگوی تشعشع متمرکز دارد — یعنی جهت‌دار است و بهره بالایی نسبت به آنتن‌های Omni (همه‌جهته) دارد. برای ارتباط از راه دور با ELRS روی ۲.۴GHz ایده‌آل است.
اصل کار: یک قطعه مستطیلی مسی (Patch) روی یک زیرلایه دی‌الکتریک قرار می‌گیرد و با یک خط تغذیه به SMA Connector وصل می‌شود. فرکانس رزونانس بر اساس طول Patch تنظیم می‌شود. برای ۲.۴GHz، طول Patch حدود ۳۱mm است.
محصولی که می‌سازید
یک آنتن Patch 2.4GHz با بهره ۷-۸dBi که می‌توان برای ELRS دایرکشنال، Video Receiver یا WiFi بلند برد استفاده کرد.
- زمان ساخت: ۲ تا ۳ ساعت
- هزینه: ۱۰۰ تا ۲۵۰ هزار تومان
- بهره: ۷-۸ dBi
فرمول‌های طراحی برای 2.4GHz
// زیرلایه: FR4، ضخامت h=1.6mm، εr = 4.4
// فرکانس هدف: f = 2.45GHz
// طول Patch:
// L = c / (2*f*sqrt(εr)) ≈ 300e9 / (2 * 2.45e9 * sqrt(4.4)) ≈ 29.2mm
// + تصحیح edge effect: L_eff ≈ 31-32mm
// عرض Patch (برای اثربخشی بهتر):
// W = c / (2*f) * sqrt(2/(εr+1)) ≈ 38mm
// محل Feed Point (Quarter-wave):
// از مرکز به سمت لبه: ≈ L/4 ≈ 8mm از مرکز
// امپدانس Feed Line 50Ω روی FR4:
// عرض خط: W_line ≈ 3mm (برای h=1.6, εr=4.4)
مراحل ساخت با روش ساده (ورق مس + فوم)
| مرحله | توضیح |
|---|---|
| ۱. برش Ground Plane | ورق آلومینیوم ۱۰×۱۰ cm |
| ۲. برش Patch | ورق مس ۳۱×۳۸mm با دقت ±۰.۵mm |
| ۳. Spacer دی‌الکتریک | فوم PE ضخامت ۶mm (ε≈1.2) یا FR4 |
| ۴. لحیم Feed Wire | سیم ۰.۵mm از SMA به Feed Point |
| ۵. تنظیم Feed Point | جابجایی برای رسیدن به VSWR < 1.5 |
چک‌لیست تست
| تست | نتیجه |
|---|---|
| NanoVNA یا SWR Meter → VSWR < 1.5? | بله = تطابق خوب |
| مقایسه RSSI با آنتن Omni در ۱۰۰m | Patch باید ۵-۷dB قوی‌تر باشد |
| خط SMA محکم لحیم شده؟ | بله — اتصال ضعیف = SWR بالا |