Перейти до основного вмісту

Калькулятор патч-антени

Як вона працює

Патч — це резонатор завдовжки приблизно півхвилі в підкладці, що випромінює двома відкритими краями. Частоту задає довжина, опір і смугу — ширина, а узгодження роблять зсувом точки живлення всередину патча. Проста конструкція з однією неприємною деталлю: на FR-4 половина потужності гріє склотекстоліт.

WLперерізпатчεrекранh 1.6 мм
Довжина L задає частоту, ширина W — опір і смугу, точка живлення — узгодження
Частота (МГц)
Матеріал підкладки
Діелектрична проникність εr
Товщина підкладки (мм)
Розміри патча
Ширина W
Довжина L
Ефективна проникність εeff
Подовження від крайового поля ΔL
Довжина хвилі в підкладці λg
Живлення
Опір у краю патча
Точка живлення від краю (для 50 Ом)
Орієнтовна смуга за КСХ 2

📐 Формули розрахунку​

Ширина:

W = (c / 2f) × √( 2 / (εr + 1) )

Ефективна проникність:

εeff = (εr+1)/2 + (εr−1)/2 × (1 + 12h/W)^(−1/2)

Подовження від крайового поля:

ΔL/h = 0.412 × (εeff + 0.3)(W/h + 0.264) / ((εeff − 0.258)(W/h + 0.8))

Довжина:

L = c / (2f·√εeff) − 2·ΔL

Точка живлення для 50 Ом:

R(y) = R(край) × cos²( π·y / L )

Позначення:​

  • h — товщина підкладки, c = 299 792.458 мм·МГц
  • y — відстань від краю патча до точки живлення
Обмеження калькулятора:
  • FR-4 має tanδ ≈ 0.02: на 2.4 ГГц ККД падає до 50–60 %, тобто замість 6 дБі буде 2–3. Калькулятор про це попереджає
  • εr = 4.4 для FR-4 — усереднене значення: реально 4.2…4.8 і падає з частотою
  • Опір у краю розраховано за наближеною формулою; на практиці точку живлення доводять
  • Не враховано товщину міді й вплив коаксіального переходу
  • Екран має виступати за патч щонайменше на 3h з кожного боку

🎯 Практичне застосування​

  • Wi-Fi і 2.4 ГГц. Патч 37 × 29 мм на звичайному FR-4 товщиною 1.6 мм.
  • Опромінювач для дзеркала. Патч компактніший за рупор, хоча й вужчосмуговий.
  • Антена для приймача GPS чи ADS-B — там патч давно стандарт.
Практичні поради:
  1. Підганяйте частоту довжиною: ширина керує опором, а не резонансом.
  2. Для смуги більш ніж 3 % потрібна товща підкладка або менша εr — на тонкому FR-4 широкої смуги не буде.
  3. Замість зсуву точки живлення всередину можна зробити вріз (inset feed) — той самий ефект, простіше травити.
  4. Кругову поляризацію дає зрізаний кут або два живлення зі зсувом 90° — це вже інша конструкція.

© 2026 UR3PKI · CyberDev.Space · Контент ліцензовано за умовами CC BY-NC-SA 4.0.

Як послатися на цей калькулятор
UR3PKI. «Калькулятор патч-антени». CyberDev.Space. https://cyberdev.space/radio/calculators/antennas/patch (ліцензія CC BY-NC-SA 4.0).

Ліцензія дозволяє вільно використовувати ці матеріали, зокрема в навчальних посібниках, але лише із зазначенням автора та посиланням на джерело.