Antena patch

Antena tipo Patch (parche) o de microstrip

Las antenas tipo parche también son conocidas como antenas tipo microstrip ya que se basan en dicha tecnología. Su uso tiene una gran auge para aplicaciones en la que el tamaño reducido es importante por ejemplo: aeronáutica, aviación, satélites, aplicaciones en misiles, dispositivos móviles, comunicaciones inalámbricas en general, y parafrecuencias elevadas principalmente en los rangos de microondas y ondas milimétricas.

Algunas de las ventajas que este tipo de antenas pueden ofrecer son: tendencia a la miniaturización a lograr dispositivos cada vez mas pequeños y con componentes livianos, fáciles de integrar tanto a superficies planas como no planas, sencillas, de fácil producción en masa, fáciles de adaptar con circuitos integraos demicroondas, versátiles en términos de impedancia, patrón, polarización y frecuencia de resonancia.

Entre las principales desventajas de este tipo de antenas se pueden nombrar: baja potencia de radiación, baja eficiencia, ancho de banda angosto, considerables pérdidas y son fácilmente afectadas por el factor térmico.

Origen

La tecnología microstrip en la vual están basadas las antenastipo parche es el resultado de una evolución que dese sus inicios estuvo regida por el principio de realizar diseños de dimensiones reducidas tanto en antenas como en líneas de transmisión que pudieran ser fácilmente acoplados a cualquier dispositivo. Una stripline está constituida por una tira delgada conductora en un dieléctrico, el cual posee dos capas metalizadas en el exterior. Tanto la placasuperior de la estructura como la inferior tienen el mismo potencial. Por su arreglo balanceado las striplines confinan la mayor parte de los campos dentro del dieléctrico. A partir de las striplines se empezó a utilizar una nueva forma de circuitería de microondas y sus principales aplicaciones son para realizar acopladores de líneas paralelos e alta directividad debido a su naturaleza deacoplamiento intrínseca.
Las líneas de microstrip aparecieron publicadas por primera vez en 1952, muy cerca de la aparición de las striplines. La diferencia en el nuevo modelo (microstrip) fue que se retiró la parte superior del substrato dejando la línea conductora en el exterior. A pesar de la cercanía de las fechas, la tecnología microstrip tardó mas en ganar auge ya que estas estructuras al sermuy abiertas tienen amplias pérdidas por radiación y en particular cuando son utilizadas en substratos de baja permitividad como los que se tenían en aquellos días. Conforme la tecnología fue avanzando y se fueron creando substratos de menores pérdidas, el uso de las líneas de microstrip fue aumentando ampliamente.

Requerimientos para circuitos y antenas

Dependiendo de las aplicaciones quese requieran para una línea microstrip, las necesidades tanto del ancho del substrato como de la permitividad eléctrica de este son diferentes. Al variar estos parámetros se logra que un tipo de ondas sea predominante y se logre el comportamiento deseado para la línea de miscrostrip. Cabe destacar que las ondas superficiales podrían ser usadas para lograr acoplamientos de circuitos, sin embargopor lo general no son deseadas.

Para líneas de transmisión y circuitos se busca que la mayor parte de la energía se encuentre confinada entre los dos conductores de tal forma que se procura que el substrato sea muy delgado y la señal de permitividad eléctrica de éste sea muy alta. De esta forma se logra que las ondas predominantes seas las guiadas. En el caso de las antenas, se requiereexactamente lo contrario y para evitar que se concentre toda la energía en ondas guiadas, el substrato deber ser grueso en comparación con la longitud de onda y la permitividad eléctrica debe ser baja. De esta forma se puede garantizar que las ondas que sean predominantes en estas estructuras sean las radiadas y se tenga el comportamiento de una antena.
Las ondas superficiales podrían utilizarse para...