В статье проводится детальная оценка возможностей применения патч-антенн, выполненная на основе анализа их достоинств и недостатков. Новая конструкция патч-антенны была подвергнута моделированию, включая описание ее структуры и создание трехмерной модели. Получено распределение поля в геометрии патч-антенны, что дает полную картину о влиянии ее структурных элементов на электромагнитные свойства. Кроме того, получена диаграмма направленности патч-антенны, которая раскрывает угловые особенности ее излучения. Построены графики коэффициента усиления одиночной патч-антенны, коэффициента равномерной решетки 8×8, коэффициента усиления микрополосковой патч-антенны 8×8, построенные в дБ-шкале. Показано, что конструкция прямоугольной микрополосковой патч-антенны с V-образными вырезами обеспечивает лучшую поляризацию на краях по сравнению с центром у предложенной модели патч-антенны, что может быть критическим фактором в реальных условиях эксплуатации, особенно в тех областях, где качество связи подвержено внешним воздействиям. Частота, при которой данная антенна резонирует, равна 1,403 ГГц, это позволяет расширить диапазон пропускания и повысить согласование импеданса. Эти результаты подчеркивают перспективность исследуемой конструкции патч-антенны в современных технологиях связи и беспроводных системах передачи данных.
The article evaluates in detail the capabilities of patch antennas application based on the analysis of their advantages and disadvantages. The new patch antenna design was subjected to modeling, including description of its structure and creation of a three-dimensional model. The field distribution in the patch antenna geometry was obtained, which gives a complete picture of the influence of its structural elements on the electromagnetic properties. The directional diagram of the patch antenna is obtained, which reveals the angular features of its radiation. Plots of the gain of a single patch antenna, the gain of an 8×8 uniform array, and the gain of an 8×8 microstrip patch antenna plotted in dB-scale are constructed. It is shown that the design of the rectangular microstrip patch antenna with V-shaped notches provides better polarization at the edges compared to the center in the proposed patch antenna model, which can be a critical factor in real-world applications, especially in areas where communication quality is subject to external influences. The frequency at which this antenna resonates is 1,403 GHz, this allows for a wider bandwidth and improved impedance matching. These results emphasize the promising potential of the investigated patch antenna design in modern communication technologies and wireless data transmission systems.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.