К какой категории антенн относится патч антенна

Патч-антенна

Патч-антенна — тип узкополосной СВЧ антенны, состоящей из плоского металлического лепестка, закрепленного на некотором расстоянии параллельно пластине земли. Обычно, эту конструкцию заключают в пластиковый радиопрозрачный кожух, как для защиты от механических повреждений, так и из эстетических соображений. Такие антенны просты в изготовлении и легко могут быть модифицированы под определенные технические условия. Патч-антенна может использоваться как отдельное устройство, так и в качестве облучателя для построения более эффективных систем на основе параболлических отражателей. Патч-антенны очень похожи на микрополосковые антенны, которые есть ни что иное, как патч-антенны, размещенные на диэлектрической подложке.

Содержание

Конструкция антенны

Простейшая патч-антенна представляет собой квадратный лепесток со стороной равной половине длины волны, расположенный над большей по размеру пластине земли. Чем больше пластина земли, тем лучше направленность антенны и больше ее габариты. Нередко пластину земли делают лишь немногим больше лепестка. Ток протекает в том же направлении, что и фидер, так, что векторный потенциал и, соответственно, электрическое поле следуют за током, как обозначено на рисунке стрелкой E. Простая патч-антенна излучает линейно поляризованную волну. Ее излучение может быть рассмотрено как излучение двух щелей по краям антенны или, эквивалентно, как результат протекание тока в лепестке и пластине земли.

Коэффициент усиления

Коэффициент усиления прямоугольной микрополосковой патч-антенны с воздушным диэлектриком может быть грубо оценен следующим образом. Поскольку длина лепестка равна половине длины волны, лепесток можно предствать как полуволновой диполь, что дает около 2 дБ усиления в вертикальной оси лепестка. Если лепесток квадратный, его можно рассматривать как два полуволновых диполя, разнесенных на четверть длины волны, что дает ещё 2-3 дБ усиления. Пластина земли экранирует излучение с обратной стороны антенны и сокращает среднюю по объему излучаемую мощность вдвое, что дает еще 2-3 дБ. Сложив все вместе, получим коэффициент усиления патч-антенны равный 7-9 дБ, что неплохо согласуется с более строгими оценками.

Диаграмма направленности

Типичная диаграмма направленности линейно-поляризованной патч-антенны на 900 МГц показана ниже. На рисунке показано сечение в горизонтальной плоскости. Диаграмма направленности в вертикальной плоскости похожа, но не идентична. Масштаб графика логарифмический, так что, например, мощность, излучаемая в направлении 180° (90° влево от вертикальной оси) на 15 дБ меньше мощности основного лепестка. Ширина основного лепестка около 65°, коэффициент услиения в направлении луча 9 dBi. Бесконечно большая пластина земли полностью экранирует заднюю полусферу (от 180° до 360°), однако, пластина земли реальной антенны имеет конечные размеры. Поэтому мощность излучения в обратном направлении (задний лепесток диаграммы направленности) меньше мощности излучения основного лепестка всего лишь примерно на 20 дБ.

Полоса пропускания

Ширина полосы пропускания патч-антенны сильно зависит от расстояния между лепестком и землей. Чем ближе лепесток к земле, тем меньше энергии излучается и больше запасается в емкости и индуктивности и тем выше добротность антенны. Грубо, полосу пропускания антенны можно оценить по формуле:

— расстояние от лепестка до земли, — ширина лепестка (обычно половина длины волны), — импеданс воздушного промежутка между лепестком и землей, а — сопротивление излучения антенны. Относительная полоса пропускания антенны линейно зависит от ее толщины. Характерное значение импеданса воздушного промежутка 377 Ом, а сопротивления излучения 150 Ом, что позволяет упростить формулу:

Для квадратного лепестка на 900 МГц, будет приблизительно 16 см. Толщина антенны в 1,6 см даст относительную ширину полосы пропускания в 1,2(1,6/16) ≈ 12 %, или 120 МГц.

Патч-антенны легко изготавливать печатным способом. В этом случе они получаются немного компактнее, но, поскольку их толщина меньше, полоса пропускания также уменьшаестся из-за увеличения добротности.Таким образом, полоса пропускания антенны обратно пропорциональна квадратному корню из эффективной диэлектрической проницаемости подложки. Также очевидно, что полоса пропускания расширяется с увеличением толщины подложки. Характерная ширина полосы пропускания печатной патч-антенны составляет единицы процентов. Часто, пластина земли реальных патч-антенн лишь немного больше лепестка, что также уменьшает эффективность. Способ возбуждения антенны также влияет на ее полосу пропускания.

Прямоугольные (не квадратные) антенны могут быть использованы для получения веерной диаграммы направленности, у которой ширина вертикального и горизонтального лепестков существенно различаются. Кроме квадратных, могут также использоваться круглые или многоугольные лепестки. Расчет излучающих характеристик таких антенн значительно сложнее.

Круговая поляризация

Возможно изготовить патч-антенну с круговой поляризацией. Один из способов, питать обычный квадратный лепесток из двух точек, отстающих по фазе на 90°. В этом случае, когда, скажем, вертикальный ток максимален, горизонтальный ток равен 0. Четверть цикла спустя, ситуация становится обратной и поле становится горизонтальным. Излучаемое поле будет вращаться во времени, таким образом его поляризация будет круговой. Меняя величину фазового сдвига между двумя точками питания, можно добиться любой поляризации, от линейной до круговой. Другой способ добиться круговой поляризации, это питать квадратный лепесток из одной точки, но прорезать в нем асимметричную щель или отверстие иной формы для того чтобы сместить направление тока. Стоит отметить, что хотя дисковые лепестки и могут использоваться для такой техники они не обязательно имеют круговую поляризацию. Например, симметричный дисковый лепесток, питаемый в одной точке, излучает линейно поляризованные волны. Наконец, если почти квадратный лепесток, у которого длина немногим больше, а ширина немногим меньше половины длины волны питать в точке угла, то поляризация его излучения будет круговой.

RFID антенны стандарта Gen2: виды, устройство, применение

Gen2 это разработанный и всеми признанный международный стандарт связи и частоты между RFID меткой и считывателями. Связь осуществляется при помощи специального устройства антенны стандарта Gen2, иногда ее называют патч-антенной. Ее электромагнитное излучение имеет волновую природу. Это свойство было использовано, чтобы создавать антенны различного типа, показывающее отличные технические и эксплуатационные характеристики в конкретных условиях использования. В зависимости от свойств создаваемого поля различают несколько видов патч-антенн. Они имеют различную конструкцию, характеристики поля, образуемого излучением и дальность срабатывания.

Одноэлементная RFID патч-антенна

Самый распространённый прибор связи считывателя с RFID-меткой. Поскольку при ее создании используется только одна антенна с одним излучателем, эти средства называют одноэлементными патч-антеннами. Размер изделий, определенный стандартом: 300*300*40 мм.

Устройство и принцип работы

Ее устройство включает два диска, расположенных друг над другом, коаксиальный кабель, подключенный к верхнему металлическому диску и диэлектрик между пластинами. В случае его отсутствия оставляют воздушный зазор между пластинами. Нижняя пластина заземляет конструкцию. Верхний диск выполняет функцию излучателя.

RFID антенны, в которых в качестве диэлектрика используется материал с отличными изоляционными характеристиками, обладают хорошей мощностью и способны создавать устойчивую связь на основе мощного поля. Такие приборы могут иметь и значительно меньшие размеры, что часто применяется при создании мобильных считывателей и компактных RFID-терминалов.

Для антенн с воздушной прослойкой между экранирующей заземляющей частью и излучателем необходимо усиление. Величина необходимой мощности определяется по соотношению распространения волны перпендикулярно и вдоль плоскости излучателя. Нормальной признается работа антенны при соотношении распространения излучаемого ею поля по направлению излучения и под углом к нему в соотношении 2 к одному. В противном случае требуется усилитель. Как правило, необходимая величина усиления составляет 8 дБ.

Конструкция одноэлементной патч-антенны позволяет создавать излучение, перпендикулярно направленное по отношению к поверхности верхней излучающей пластины. А ее форма и способ подключения коаксиального кабеля дают возможность использовать свойства поля с различными характеристиками или, иначе с различной поляризацией излучения. Комбинации подключения кабеля с помощью разъема или напрямую и различные формы пластины позволяют генерировать три вида излучения с различной поляризацией:

• Круговой левой (LH Left Hand).
• Круговой правой (RH Right Hand).
• Линейной (как правило, вертикальной — LV).

RFID антенны с линейной поляризацией

Это самый простой вариант. На графике амплитуды излучения максимумы наблюдаются при расположении антенны по длине RFID метки. При направлении антенны вдоль длины метки создается максимально устойчивая связь между считывателем и меткой, обеспечивающая 100% срабатывание на максимально возможной дальности.

Если провести эксперимент и расположить метку строго напротив антенны, вращая ее по окружности вдоль своей оси, то из-за линейной направленности поля и ориентации излучения под углом 90 к поверхности излучателя максимальная и минимальная дальность срабатывания будут наблюдаться через каждые 90 вращения. Это показывает, что линейные принципы и устройства есть смысл применять при постоянном стабильном расположении RFID-меток.

RFID антенны с круговой поляризацией

Распространение поля антенн с левой и правой поляризацией вне зависимости от направленности имеет меньшую дальность, но осуществляется волнообразно. Небольшая разница заметна только на графике распространения поля, когда вершина волны будет отклоняться вправо или влево в зависимости от поляризации антенны. На практике это означает, что для антенны этого вида не так важна ориентация RFID-метки или самой патч-антенны в пространстве, как дальность нахождения излучателя от RFID-метки. Такие изделия целесообразней использовать, если метки большую часть времени расположены хаотично.

При эксплуатации одного RFID-считывателя даже при подключении к нему нескольких излучателей, их поляризацией не имеет большого значения, так как у всех моделей считывателей одновременно работает только один вход подключения. При наличии нескольких считывателей на одном объекте возможно использование излучателей антенн с различной поляризацией. Например, при организации пропускного режима на объекте с помощью считываемых пропусков.

В этом случае патч-антенны различной поляризации размещают в правой и левой зоне ворот друг напротив друга. Чтобы уменьшить количество возникающих при этом помех можно использовать следующий механизм: излучатель с левой поляризацией подключить к первому считывателю, а правый, соответственно, ко второму.

Патч-антенны с несколькими элементами

Это антенны с несколькими излучателями в конструкции, работающие по тому же принципу, что и одноэлементные модели. За счет использования нескольких излучателей и фазировки излучения достигается общая одномоментная направленность поля. Как следствие, возникает мощный канал связи считывателя с меткой даже на большом расстоянии. Так, например, конструкции на воздушной прокладке с двумя излучателями обеспечивают усиление в 11 дБ. Антенны с 4 элементами и полностью совпадающей на графике амплитудой излучения каждого излучателя имеют 17 дБ. Но за счет дополнительных элементов общий стандарт устанавливает больший размер для таких устройств 500*500*40 мм. Стоимость патч-антенн с несколькими элементами выше, чем у одноэлементных моделей, но и дальность срабатывания может отличаться также значительно. Это позволяет использовать их в логистических системах в целях управленческого учета.

Ближнепольные антенны

Ближнепольные антенны решают проблему эксплуатации меток в сложных условиях высокой загрязненности, близкого расположения меток к устройству в зоне ближнего поля, нахождения в труднодоступных местах, при маркировке поглощающих жидкостей и др. При этом они имеют более компактные размеры 10 мм и 30 мм и большую мощность. Это позволяет создавать специальные метки-Gen2 размером менее 1 см.

Стандартные патч-антенны срабатывают на расстоянии длины волны распространения излучения. Для стандарта Gen2 это около 30 см. Расстояние менее 30 см между антенной и RFID-меткой называется ближним полем. Классическая RFID-метка предназначена для эксплуатации в дальнем поле и в этом экранируется полем стандартных патч-антенн. Как следствие возникают проблемы при ее регистрации.

Применение петлевой антенны ближнего радиуса действия позволяет считывать метки стандарта Gen2 с расстояния всего 1 см и менее. При этом RFID-метка может находиться в трудных для считывания условиях: загрязненности, рядом с поглощающими жидкостями, металлом.

Конструктивно модели с возможностью регистрации меток в диапазоне, меньшем длины антенны, аналогичны LF и HF излучателям, но имеют сложную частотную реализацию на графике, представленную петлей. Поэтому очень часто такие устройства и излучатели называют петлевыми. Эффективная дистанция регистрации для петлевой антенны зависит от размеров самой петли, создаваемой излучателем.

Выбор антенны для телевизора: основные критерии и нюансы. Покупаем правильно!

Антенны служат для преобразования радиоволн в переменный электрический ток и наоборот. Любая радиоантенна может работать как на прием, так и на передачу сигнала. Главные характеристики этих устройств описаны ниже.

Полоса пропускания.

Антенны проектируют и строят с учетом рабочего интервала частот — полосы пропускания. У одних конструкций она может быть шире, у других уже. Для телевидения, WiFi, мобильной связи, GPS выделяются разные радиодиапазоны.

Направленность.

Антенну называют направленной, если мощность ее излучения в одну из сторон существенно больше, чем в остальные. Для того, чтобы наглядно показать, как меняется мощность в зависимости от направления, строят диаграммы направленности.

Ненаправленные антенны одинаково действуют на все 360 градусов, их диаграмма имеет круговую форму. Радиоантенна с диаграммой направленности в форме сферы называется изотропной. Теоретически доказано, что построить ее невозможно. Тем не менее изотропный излучатель используют в качестве эталона для того, чтобы сравнивать радиоантенны и показывать, насколько хороша та или иная конфигурация.

Коэффициент усиления.

Соотношение мощностей излучения исследуемой и эталонной радиоантенн характеризуется коэффициентом усиления. Реальные антенны всегда излучают в каком-то направлении меньше, в каком-то больше. Если не оговорено иное, то в характеристиках указывают пиковый коэффициент усиления.

Для коэффициента усиления принята логарифмическая единица измерения децибел (десятая часть бела). Чтобы посчитать соотношение двух мощностей в децибелах нужно подставить их в формулу L = 10*lg(P/Pi)

, где
L
– коэффициент усиления антенны,
P
– мощность ее излучения,
Pi
— мощность изотропного излучателя при тех же условиях.

Чтобы подчеркнуть сравнение с изотропным эталоном, такие децибелы обозначают как дБи. В технических характеристиках изделий принято обозначение дБ.

Перевести децибелы в «разы» можно по формуле G = P/Pi = 10**(L/10)

. Далее приведены некоторые значения (дБ — «раз»):

• 3 децибела соответствует усилению в 2 раза;
• 6 – 4;
• 7 — 5;
• 10 — 10;
• 15 — 32;
• 20 — 100;
• 30 — 1000.

Если к конструкции радиоантенны добавлен электронный усилитель, ее называют активной. Производители указывают коэффициент усиления таких изделий с учетом усилителя. Электронные усилители производят шумы, которые могут искажать сигнал, поэтому не рекомендуется применять их без необходимости.

Входное сопротивление.

Если входное сопротивление антенны не соответствует волновому сопротивлению кабеля (фидера), по которому она подключается, применяют согласующие устройства. ТВ-кабели в подавляющем большинстве стран (включая РФ) имеют волновое сопротивление 75 Ом. Кабели для WiFi, GSM, 3G, 4G, радио, GPS выпускают с волновым сопротивлением 50 Ом.

Производители изготавливают антенны с входным сопротивлением, согласующимся с волновым сопротивлением кабеля.

Характерный размер.

Для большинства радиоантенн это половина длины волны. Но есть исключения. Например, в конструкцию параболических антенн входит отражатель («тарелка»), диаметр которого может намного превышать длину волны.

Размеры радиоантенн WiFi. GPS, GSM, смонтированных на печатных платах, напротив, бывают существенно меньше половины длины волны благодаря применению материалов с большой диэлектрической проницаемостью. Существуют антенные поля площадью в несколько гектаров и антенны, чей размер измеряется в миллиметрах.

Какие бывают антенны

Антенна подбирается для приема конкретных частот. Телевизионные антенны могут принимать и радиосигнал. Качество сигнала определяется многими факторами, один из них — ширина полосы рабочих частот. Чем уже диапазон принимаемых частот — тем лучше качество приема. Выделяют широкополосные и узкополосные антенны.

Достоинства широкополосных антенн:

1. Вы сможете принять максимальное число телеканалов;
2. Вам не нужно перестраивать антенну для приема конкретных частот.

Недостатки: из-за широкой полосы частот ухудшается качество их приема. Лучше, когда антенна подобрана под конкретную частоту или малый их диапазон.

Достоинства узкополосных антенн:

1. Высокое качество приема в рабочем диапазоне;
2. Работа на большее расстояние, чем у предыдущих.

Недостатки: принимать сигналы выходящих из диапазона частот не получится. Они будут слабыми, а изображение и звук — некачественными. Чтобы настроить принимаемые частоты, нужно дорабатывать конструкцию антенны.

Следующей характеристикой является направленность антенны. Типов направленности достаточно много, но можно грубо разделить на направленные и всенаправленные. Направленные антенны конструктивно выполнены так, что они принимают сигнал только с той стороны, куда она направлена.

1. Благодаря своеобразной фокусировке, направленные антенны принимают сигнал с большего расстояния, чем всенаправленные;
2. Хорошее качество приема.

Направленные антенны принимают сигнал с большего расстояния, чем всенаправленные

Недостатки: практически полная нечувствительность к сигналам ретрансляторов, расположенных вне поля зрения антенны. При этом есть вероятность принять их отраженный от препятствий сигнал, но его качество будет низким.

Всенаправленные антенны отлично подойдут для равнинной местности, с их помощью можно принять сигналы со всех расположенных вокруг станций телевещания.

1. Широкое поле зрения;
2. Возможность принять больше каналов, чем с направленной антенны.

Недостатки: дальность приема у всенаправленной антенны ниже, чем у направленной с подобными характеристиками, поэтому сигнал с сильно удалённых мест принять не получится.

Качество и дальность приема зависят не только от направленности, но и от общей конструкции антенны. Во многих ситуациях маленькая пассивная направленная антенна работает хуже, чем большая активная всенаправленная.

Также различают по типу размещения:

• комнатные;
• наружные;
• спутниковые.

Комнатные

Комнатные антенны устанавливают внутри помещения возле окна или непосредственно возле телевизора. Таких антенн достаточно для приема телесигнала с ближайших вышек, но в удаленной местности, за городом, они зачастую работают плохо.

Установка — возле окна или непосредственно возле телевизора

1. Не нужны мачты для установки, вы просто ставите её на подоконник и подключаете к телевизору или ресиверу;
2. Компактность.

1. Относительно слабый сигнал. Принимает станции на расстоянии до 20 км;
2. Часто не работают в загородных домах;
3. Количество стен и преград сильно влияет на качество приема.

Комнатные антенны делят на два типа — штырьковые и рамочные. Штырьковые представляют собой антенну чаще всего с двумя штырями или раскладными телескопическими трубками. Принимают обычно в метровом диапазоне.

Рамочные — антенны, согнутые в округлую или другую форму. Принимают в дециметровом диапазоне. Также в продаже встречаются и комбинированные варианты, в них установлены и штыри и рамка.

Важно! Независимо от типа комнатной антенны, дальность её действия не сравнится со среднестатистической активной наружной моделью.

Наружные

Наружные антенны устанавливают на балконе или на крыше дома. От места установки относительно телевышки сильно зависит прием. Такие антенны можно закрепить на высокой мачте, таким образом добившись качественного телесигнала даже в удаленной местности.

Наружные антенны устанавливают на балконе или на крыше

1. Можно добиться хорошего приема, настроив расположение антенны по направлению и высоте;
2. Принимаемый сигнал достаточно сильный в большинстве случаев, со станций на расстоянии 30 км и более.

Недостатки: необходимость установки на улице. Не всегда есть такая возможность, особенно у жителей квартир, расположенных на 1 этаже. В частных домах может возникнуть проблема с креплением антенны на крыше.

Спутниковые

Спутниковые антенны устанавливаются на улице. Они имеют вогнутую параболическую форму. Благодаря ей сигнал фокусируется на принимающей головке с очень больших расстояний (со спутников). Цифровой сигнал поступает на специальный тюнер типа DVB-S и передаётся на телевизор. Бывают алюминиевыми и стальными. Алюминиевые тарелки не подвержены коррозии, легкие. Их недостаток — алюминий мягкий металл, а повреждения поверхности могут сильно сказаться на приеме телеканалов. Стальные — крепкие, весят больше, со временем с них сходит покрытие, и они начинают ржаветь, но их основное преимущество — крепкие, им не страшны удары (в разумных пределах).

Спутниковая антенна устанавливается на улице

Внимание! Для работы спутникового ТВ нужно дополнительно покупать тюнер DVB-S.

1. Высокое качество сигнала;
2. Большой набор телевизионных и радиоканалов;
3. Есть и платные, и бесплатные каналы;
4. Нормально работает при плохих погодных условиях.

1. Стоимость антенны и тюнера;
2. Все равно прием ухудшается, хоть и не слишком сильно, при плохой погоде.

По типу различают:

1. Офсетные. Универсальны имеют немного вытянутую форму, могут принимать и в C, и в Ku-диапазоне;
2. Прямофокусные. Позволяют точно настроиться на спутник;
3. Перфорированные. Легкие, выполнены в виде сетки, она не влияет на прием, имеет хорошую ветроустойчивость. Сетчатая тарелка самоочищается от дождя и снега. Это хорошее решение, если нет возможности обеспечить мощное и устойчивое крепление.

По разновидности приема волн

Различают два типа волн в телевещании — метровые и дециметровые. На метровых волнах в наши дни почти ничего не транслируют, это небольшие каналы или местное телевидение. На дециметровых волнах транслируется основная масса телеканалов.

Антенны рассчитываются на конкретные волны — метровые или дециметровые, но бывают и всеволновые модели. В них может быть переключатель диапазонов либо это заложено конструктивно.

По наличию усилителя

Два типа антенн по наличию функции усиления сигнала:

1. Активные. С ними в комплекте идут усилитель и блок питания. Достоинства — усилитель помогает принять слабый сигнал. Но есть и 2 недостатка:
   если в вашей местности присутствует сильный сигнал — усилитель исказит его и результат будет плохим;
2. усилитель требует питания, для этого используют БП на 12 В. И усилитель, и блок питания могут выйти из строя, что снижает надежность системы;
3. Пассивные. Простая металлическая антенна без усилителей. Её преимуществом является простота конструкции и надежность. Недостаток — невозможность приема слабых сигналов или их прием в плохом качестве.

Пассивная антенна Активная антенна

Основные технические характеристики

Антенны, исходя из области их применения, могут иметь достаточно много характеризующих их показателей. Приёмная антенна для телевизора должна интересовать потребителя небольшим количеством основных характеристик, указанных в прилагаемом к ней паспорте. К ним можно отнести следующие параметры:

• коэффициент усиления;
• рабочий диапазон;
• волновое сопротивление.

Первый из них определяет её способность усилить, а, точнее, выделять полезный сигнал в направлении на телецентр. Он измеряется в децибелах (dB). Чем больше эта величина, тем на большем удалении от источника сигнала можно использовать данную антенну.

Чем более сложна конструкция, тем коэффициент больше. У сложных диапазонных изделий он может достигать значений 30dB, а у простых комнатных моделей усиление не превышает (5−7)dB. Эти величины относятся к пассивным антеннам. Об этом надо помнить и не восхищаться рекламными значениями этого показателя у некоторых производителей и продавцов.

В паспортных данных должен быть указан тип изделия — активный или пассивный. Без этого уточнения в документации для покупателя приводится величина суммарного коэффициента, который будет складываться из собственного усиления антенны и усиления, добавляемого усилителем.

Диапазон работы антенны можно ориентировочно определить по геометрическим размерам её элементов. Более протяжённые из них предназначены для приёма сигналов МВ диапазона, более короткие — ДМВ. Это наглядно прослеживается у комбинированных всеволновых антенн.

Волновое сопротивление должно иметь стандартную величину 75Ом. В соответствии с этим значением необходимо выбирать и кабель, соединяющий антенну с телевизионным приёмником, особенно в случае применения наружной антенны, устанавливаемой на значительной высоте. Следует использовать коаксиальный кабель с минимальной величиной удельного затухания. Не рекомендуется использовать марки кабеля прошлых советских времён (РК-75). Наилучшими показателями обладает SAT 703 B. У него основная жила и экранная оплётка выполнены из меди.

Условия эффективного приема

На эффективность приема влияет целый ряд факторов:

1. На качество приема влияет расстояние от вашего дома до ретранслятора. Чем больше это расстояние, тем хуже уровень приема. В непосредственной близости под вышкой также будет плохой сигнал, из-за его направленности;
2. От типа антенны;
3. Высота, на которой расположена антенна относительно ретранслятора. Чем больше перепад по высоте — тем хуже прием, т. е. на пути сигнала будет встречаться больше препятствий;
4. Количество препятствий. Деревья, горы, холмы и здания на пути между передатчиком и приемником мешают прохождению сигнала;
5. На прием комнатных антенн влияет количество стен. Чем ближе к окну или наружной стене расположена антенна — тем лучше;
6. В плохую погоду, ливень или метель, прием ухудшается.

Частоты вещания

Поход в магазин предварите расширением кругозора. Для общего сведения пригодится информация о диапазонах вещания:

1. КВ: 3 – 30 МГц;
2. УКВ:

• МВ (VHF): 30 – 300 МГц;
• ДМВ (UHF): 300 МГц – 3 ГГц.

Каждое государство продвигает собственные стандарты, необходимо вникнуть любителю мыльных опер и в иностранные обозначения. (приведены в скобках выше).

Большинство коммерческих каналов оккупировали диапазон 100 – 900 МГц, список показывает, какому диапазону принадлежит телеканал.

Известно три стандарта вещания. Телезрителю-обывателю нет смысла вникать подробно в каждый документ, но знайте – с номером канала растет и частота. При покупке заострите внимание на записи в инструкции о возможностях прибора. Часто информация дублируется на упаковочной коробке. Выбор телевизионной антенны проводится согласно потребности приема частот. Сегодняшний провайдер избегает СВ и ДВ, выходя на европейские нормы.

Рейтинг лучших производителей антенн для телевизора

Мы подобрали спутниковые антенны в разных ценовых диапазонах, чтобы облегчить ваш выбор. Спутниковые тарелки бывают разных диаметров, от этого зависит сигнал какой мощности вы сможете принять. Правильно выбрать диаметр поможет эта таблица. Но вы должны заранее знать уровень сигнала в том месте, где она будет установлена. В этом вам помогут специалисты по установке и настройке антенн или из карты зон покрытия конкретного оператора телевидения.

Ku-диапазон
Уровень мощности, dbW	Диаметр антенны, см
>50	50
50	50-60
49	55-65
48	60-67
47	65-85
46	75-95
45	85-105
44	95-120
43	105-135
42	120-150
41	135-170
40	150-190
39	170-215
38	190-240
37	215-270
36	240-300
35	270-335
34	300-380
33	335-425
32	380-475
31	425-535
30	475-600

Спутниковые антенны

• низкая стоимость;
• ходовой диаметр, подходит в большинстве случаев;
• изготовлена из стали толщиной 0,7 мм, имеет ребра жесткости;
• офсетная геометрия — универсальный выбор.

Недостатки: покупатели иногда жалуются на плохую комплектацию, но возможно здесь присутствует вина магазина, а не производителя.

• долговечная модель;
• качественное покрытие;
• оцинкованная сталь.

Недостатки: не обнаружено.

стоит 90 долларов. Производится в белом и черном цветах.

• качественное покрытие обеспечивает большой срок службы;
• сделана из алюминия, не подвержена коррозии;
• высокий коэффициент усиления благодаря большим размерам.

Недостатки: алюминиевый корпус не ржавеет — это плюс, но есть и серьезный минус — это мягкий материал, может быть погнут при транспортировке и эксплуатации, проверяйте перед покупкой.

Наружные антенны

• малые размеры;
• легко крепить, не нужно устанавливать мощную мачту;
• усилитель можно запитать от 5 В прямо через ТВ-кабель (включается в меню тюнера);

Недостатки: из-за малых размеров не сможет принять сигнал удаленного ретранслятора.

• хорошая дальность и качество приема;
• изготовлена из алюминия, не подвержена коррозии.

Недостатки: не обнаружено.

• благодаря асимметричной конструкции, имеет лучшую помехоустойчивость;
• отлично подходит для работы в удаленных от телевышек местах;
• высокое качество изготовления.

Недостатки: не обнаружено.

Комнатные антенны

• миниатюрная;
• питание от 5 вольт не требует дополнительного БП, может осуществляться от Т2 ресивера или тюнера (включается в меню).

Недостатки: слабый уровень сигнала. Подходит для использования в городе вблизи ретрансляторов, работает в среднем на расстояния в 20 км.

• может питаться по USB или по коаксиальному кабелю от тюнера;
• широкая направленность обеспечивает работу, даже если нет прямой видимости телевышки;
• стильный внешний вид.

Недостатки: не обнаружено.

• хорошая дальность приема (25 км);
• широкий диапазон.

Недостатки: не обнаружено.

• фильтрация шумов;
• качественный усилитель.

Недостатки: в отзывах покупателей есть жалобы на нестабильный прием аналогового ТВ.

Что изменилось в эфире?

Во-первых, почти весь объем ТВ-вещания в настоящее время осуществляется в диапазоне ДМВ. Прежде всего из экономических соображений, в нем намного упрощается и удешевляется антенно-фидерное хозяйство передающих станций, и, что еще более важно – потребность в его регулярном обслуживании высококвалифицированными специалистами, занятыми тяжелым, вредным и опасным трудом.

Второе – ТВ-передатчики теперь покрывают своим сигналом практически все более-менее населенные места, а развитая сеть связи обеспечивает подачу программ в самые глухие углы. Там вещание в обитаемой зоне обеспечивают маломощные необслуживаемые передатчики.

Третье, изменились условия распространения радиоволн в городах. На ДМВ промышленные помехи просачиваются слабо, но железобетонные многоэтажки для них – хорошие зеркала, многократно переотражающие сигнал вплоть до его полного затухания в зоне, казалось бы, уверенного приема.

Четвертое – ТВ-программ в эфире сейчас очень много, десятки и сотни. Насколько это множество разнообразно и содержательно – другой вопрос, но рассчитывать на прием 1-2-3 каналов ныне бессмысленно.

Наконец, получило развитие цифровое вещание. Сигнал DVB T2 – штука особенная. Там, где он еще хоть чуть-чуть, на 1,5-2 дБ, превышает шумы, прием отличный, как ни в чем ни бывало. А чуть дальше или в стороне – нет, как отрезало. К помехам «цифра» почти не чувствительна, но при рассогласовании с кабелем или фазовых искажениях в любом месте тракта, от камеры до тюнера, картинка может рассыпаться в квадратики и при сильном чистом сигнале.

Советы по выбору антенны для телевизора

1. Если вы живете в удаленной от телевизионных вышек местности (20 км и больше) — выбирайте направленные активные антенны;
2. Комнатные антенны подойдут, если рядом с вами (до 20-25 км) есть ретранслятор. При этом между ним и вашим домом не должно быть препятствий в виде многоэтажных домов и перепадов по высоте;
3. Если между вашим домом и ретранслятором слишком большие расстояния и много высоких сооружений или сложный рельеф местности — выбирайте спутниковую тарелку.

Кроме этих технических факторов следует обращать внимание и на дизайн, особенно если речь идёт о комнатных антеннах.

Также немаловажно предусмотреть возможность прочного монтажа наружных антенн. Она не должна шататься от ветра — это ухудшит прием и велика вероятность, что собьется её настройка по направлению — это особенно важно для спутниковых тарелок.

Посмотрите видео о том, как выбрать и настроить антенну

О «полячках» и усилителях

У многих пользователей польские антенны, ранее прилично принимавшие аналог, цифру брать отказываются – рвется, а то и вовсе пропадает. Причина, прошу прощения, похабно-коммерческий подход к электродинамике. Стыдно порой бывает за коллег, сляпавших такое «чудо»: АЧХ и ФЧХ похожи то ли на ежа-псориазника, то ли лошадиный гребень с выломанными зубьями.

Единственно, что хорошо в «полячках» – их усилители для антенны. Собственно, они и не дают сим изделиям бесславно помереть. Усилители «поячек», во-первых, широкополосные малошумящие. И, что еще важнее – с высокоомным входом. Это позволяет при той же напряженности ЭМП сигнала в эфире подать на вход тюнера в несколько раз большую его мощность, что дает возможность электронике «выдрать» цифру из совсем уж безобразных шумов. Кроме того, вследствие большого входного сопротивления польский усилитель – идеальное УСС для любых антенн: что ни цепляй ко входу, на выходе – точно 75 Ом без отраженки и ползучки.

Однако при очень плохом сигнале, вне зоны уверенного приема, польский усилитель уже не тянет. Питание на него подается по кабелю, и развязка по питанию отнимает 2-3 дБ отношения сигнал/шум, которых может как раз и не хватить, чтобы цифра пошла в самой глубинке. Тут нужен хороший усилитель ТВ сигнала с раздельным питанием. Располагаться он будет, скорее всего, возле тюнера, а УСС для антенны, если оно требуется, придется делать отдельно.

Усилитель ТВ сигнала ДМВ

Схема такого усилителя, показавшая почти 100% повторяемость даже при выполнении начинающими радиолюбителями, приведена на рис. Регулировка усиления – потенциометром Р1. Дроссели развязки L3 и L4 – стандартные покупные. Катушки L1 и L2 выполняются по размерам на монтажной схеме справа. Они входят в состав полосовых фильтров сигнала, поэтому небольшие отклонения их индуктивности не критичны.

Однако топологию (конфигурацию) монтажа нужно соблюдать точно! И точно также обязателен металлический экран (metal shield), отделяющий выходные цепи от прочей схемы.

Дипольные передатчики

Дипольные антенны являются наиболее распространенным всенаправленным типом и распространяют радиочастотную (RF) энергию на 360 градусов в горизонтальной плоскости. Эти устройства сконструированы так, чтобы быть резонансными с половиной или четвертью длины волны применяемой частоты. Она может быть такой же простой, как два куска провода, нужной длины, или может быть инкапсулирована.

Диполь используется во многих корпоративных сетях, небольших офисах и для домашних нужд (SOHO). Она имеет типичный импеданс, позволяющий согласовать ее с передатчиком для максимальной передачи мощности. Если антенна и передатчик не совпадают, на линии передачи будут возникать отражения, которые ухудшают сигнал или даже могут повредить передатчик.

Терминология

ГОСТ Р 51628-2000 содержит:

Термин	Определение
Квартирный щиток
Групповой	Располагается в квартире, служит для подсоединения группы линий, счетчик находится на этаже в щите учета и распределения (УРЩ)
Учетно-групповой	Счетчик внутри щита, устройство размещено в квартире
Этажный щиток
Распределительный	Служит для подсоединения групповых устройств, находящихся в квартирах на этом этаже
Учетно-распределительный	С помощью этого щитка учитывается и распределяется э/э, подаваемая в квартиры, расположенные на этаже
Совмещенный	С дополнительным отсеком для слаботочных сетей (для подключения телефона, радио и телевизионных приемников, интернета)
Цепь
Питающая	От ввода до этажного щитка
Распределительная	От этажного до квартирного устройства
Групповая	От щитка до линий электроприемников – приборов освещения, розеток, др.

Полунаправленные секционные излучатели

Патч-антенна представляет собой полунаправленный излучатель с использованием плоской металлической полосы, установленной над землей. Излучение от задней части антенны эффективно обрезается наземной плоскостью, повышая направленность вперед. Этот тип антенны также известен как микрополосковая антенна. Он обычно прямоугольный и заключен в пластиковый корпус. Этот тип антенны может быть изготовлен стандартными методами печатной платы.

Патч-антенна может иметь ширину луча от 30 до 180 градусов и типичный коэффициент усиления 9 ДБ. Секционные антенны — это другой тип полунаправленной антенны. Секторные антенны обеспечивают диаграмму направленности сектора излучения и обычно устанавливаются в массиве. Ширина луча для секторной антенны может составлять от 60 до 180 градусов, причем типичным является 120 градусов. В секционированном массиве антенны монтируются вплотную друг к другу, обеспечивая полный охват на 360 градусов.

Конструктивные особенности

Передающие антенны создают радиочастотное излучение, распространяющееся в пространстве. Приемные антенны выполняют обратный процесс: они получают радиочастотное излучение и преобразуют их в требуемые сигналы ,например, звук, изображение в телевизионных передающих антеннах и мобильном телефоне.

Самый простой тип антенны состоит из двух металлических стержней и известен как диполь. Одним из наиболее распространенных типов является монопольная антенна, состоящая из стержня, расположенного вертикально к большой металлической доске, которая служит в качестве заземленной плоскости. Установка на транспортных средствах обычно является монополем, а металлическая крыша транспортного средства служит в качестве заземления. Устройство передающей антенны, ее форма и размер определяют рабочую частоту и другие характеристики излучения.

Одним из важных атрибутов антенны является ее направленность. В связи между двумя фиксированными целями, как и в связи между двумя фиксированными станциями передачи, или в радиолокационных применениях требуется антенна, чтобы напрямую передавать энергию передачи в приемник. И наоборот, когда передатчик или приемник не является стационарным, как в сотовой связи, требуется ненаправленная система. В таких случаях требуется всенаправленная антенна, которая равномерно принимает все частоты во всех направлениях горизонтальной плоскости, а в вертикальной плоскости излучение неравномерно и очень мало, как у Кв передающей антенны.

Наложение волн (принцип суперпозиции)

Волны переносят энергию из одного места в другое.

Оставаясь нетронутым в течение длительного периода времени, поверхность воды в бассейне будет казаться плоской и неподвижной. Если побеспокоить воду в одном месте, молекулы воды побеспокоят соседние молекулы воды, которые побеспокоят соседние молекулы воды и так далее, пока волнение не дойдет до края бассейна.

Молекулы, которые начали цепь событий, остаются на месте, близкому их начальному расположению, но волнение достигнет края бассейна за секунды. Волны передают энергию без переноса вещества.

Одиночная волна в бассейне

Волны, как мы их описываем, это движение возмущения через среду. Одиночное начальное возмущение или миллион таких возмущений, к распространению возмущения приводит цепная реакция столкновений молекул в бассейне.

График распространения двух волн в бассейне

Когда две волны возмущают одну и ту же область пространства, их амплитуды будут складываться или вычитаться, создавая либо конструктивную, либо разрушающую интерференцию. Эта практика временного сложения или вычитания называется принципом суперпозиции.

График конструктивной интерференции волн

После того, как волны интерферируют в определенном месте, они продолжают движение в том же направлении и с той же скоростью, с какими они начали движение, так долго, пока они остаются в той же среде. Скорость и направление могут измениться, когда волна войдет в новую среду. Звуковые волны проходят через воздух, водные волны проходят через жидкости – вещества, через которые проходят волны, называются «средой».

Электромагнитные волны могут проходить через такие среды, как воздух и вода, или через пустоту космоса – они не требуют среды для распространения энергии из одного места в другое.

Направленный фокус

Направленные антенны фокусируют излучаемую мощность на узкие лучи, обеспечивая значительный выигрыш в этом процессе. Свойства ее также являются взаимными. Характеристики передающей антенны, такие как импеданс и усиление, также применимы к приемной антенне. Вот почему одна и та же антенна может использоваться как для отправки, так и для приема сигнала. Усиление сильно направленной параболической антенны служит для усиления слабого сигнала. Это одна из причин, почему они часто используется для связи на большие расстояния.

Обычно используемой направленной антенной является массив Яги-Уда, называемый Яги. Она была изобретена Шинтаро Уда и его коллегой Хидецугу Яги в 1926 году. Яги-антенна использует несколько элементов для формирования направленного массива. Один управляемый элемент, обычно диполь, распространяет радиочастотную энергию, элементы, расположенные непосредственно перед и за ведомым элементом, повторно излучают радиочастотную энергию по фазе и вне фазы, усиливая и замедляя сигнал соответственно.

Эти элементы называются паразитными элементами. Элемент за ведомым называется отражателем, а элементы перед ведомым устройством называются директорами. Антенны Yagi имеют ширину луча в диапазоне от 30 до 80 градусов и могут обеспечить более чем 10 дБи пассивного усиления.

Параболическая антенна является наиболее знакомым типом направленной антенны. Парабола — симметричная кривая, а параболический отражатель – это поверхность, которая описывает кривую при 360-градусном вращении — тарелке. Параболические антенны используются для междугородных линий связи между зданиями или большими географическими районами.

Стоячие волны

Когда две волны одинаковой длины распространяются в одной среде, но в противоположных направлениях (изображены синим и оранжевым цветами в примерах ниже), они могут взаимодействовать и образовывать стоячую волну (изображена зеленым цветом в примерах ниже). Стоячие волны называются так потому, что в то время, как синие волны движутся влево, а оранжевые волны движутся вправо, зеленые стоячие волны не обладают никаким видимым движением в какую-либо сторону.

Падающая волна (оранжевая) и отраженная волна (синяя) объединяются, формируя стоячую волну (зеленая)

Стоячая волна возникает только при определенных условиях в среде, которые определяются режимом отражения и длиной падающей волны.

Конструкция

При эксплуатации распределительных щитков на них воздействует тепло, влияет электричество, возможно механическое повреждение, поэтому их изготавливают из материалов, устойчивых к этим факторам.

Требования к материалам

Устройства I класса по степени защиты от поражения током выполняются из металла, но существует возможность дополнения другими материалами.

Корпуса или оболочки изделий II класса изготавливают из слабо или умеренно горючих материалов, которые устойчивы к воспламенению и по воспламеняемости относятся к В1 группе. Устанавливаются такие щитки на/в негорючие стены.

Изолирующие элементы устройств I и II классов, на которые крепятся детали под током, должны соответствовать по устойчивости к воспламенению ГОСТ Р 51321.3. Требования к теплостойкости корпусов или оболочек II класса указаны в этом же стандарте.

Материал, из которого выполняются оболочки щитков двух классов, подбирается с устойчивостью к ударам и другим механическим воздействиям силой 0,7 Дж, а корпуса I класса, должны быть еще и коррозионноустойчивыми.

Конструктивные особенности

Корпуса или оболочки щитков изготавливают в виде шкафов или ящиков, которые навешивают на стену.

Снять составную часть корпуса можно только в случае, если использовать специальный инструмент.

Прочность винтового крепежа при установке съемных элементов – согласно требованиям ГОСТ Р 51321.3.

Нужно знать, чтобы установить щиток: независимо от способа установки — навешивание или встраивание в нишу, щитки оснащаются элементами, с помощью которых крепятся к поверхности стены.

Устройства квартирного и этажного типа, что встраиваются в нишу, обрамляются конструкциями, закрывающими выступающие края стены.

Все электрические элементы, размещенные внутри щитков, должны быть так размещены, чтобы можно было свободно завести внешние кабели, присоединить аппараты к коммутационным зажимам.

Нужно ли запирать щиток

Дверца корпуса распределительного устройства должна двигаться без заедания, открываться свободно на угол более 95°, но не менее. Доступ к внутреннему электрооборудованию должен быть удобным как при установке аппаратной части, так и при обслуживании.

Квартирные щитки с автоматами (автоматическими выключателями) могут выпускаться изготовителем без дверец, если это согласовано с потребителем.

Оперативная панель с выводом управляющих органов располагается за дверцей и закрывает доступ к внутренним деталям, находящимся под напряжением.

Дверцы квартирных и этажных распределительных устройств должны быть заперты ключом. Если щиток расположен в квартире и оснащен автоматами, то запирание – необязательно.

По требованию потребителя в этажных распределительных устройствах (учетных, групповых) делаются дополнительные люки с запираемыми дверцами и доступом к управляющим органам оборудования отдельно для всех квартир на этаже.

При отсутствии дверец в квартирном щитке, оборудованном автоматическими выключателями, оперативная панель должна обладать устойчивостью к механическим повреждениям и ударам, нанесенным с силой 0,7 Дж.

Дверцы, которые можно не запирать ключом, оснащаются приспособлениями, что препятствуют случайному открыванию.

Слаботочные устройства, которые размещаются в отдельном отсеке распределительного щитка за металлической перегородкой, должны быть экранированы. Кроме того, перегородка из металла, чья толщина указана в конструкторской документации, служит еще и противопожарной защитой. Этот отсек снабжается отдельной закрывающейся на ключ дверцей.

Чтобы закрыть несанкционированный доступ к счетчикам учета э/ э, в квартирных и этажных РУ предусмотрены элементы конструкции, выполненные с возможностью опломбирования. В щитках, размещенных на этаже, ставятся пломбы на дверцы.

Распределительные устройства, в которых установлены счетчики, оснащаются прозрачными окнами, расположенными над ними, материал для изготовления которых должен быть ударопрочным.

Спутниковые

Параболические телевизионные антенны пользуются популярностью. Их отличает стабильность работы, высокое качество получения сигнала и увеличенное количество каналов. Оборудование данного вида состоит из приемника, ресивера для декодировки, принимает волны со спутника, поэтому четкость изображения зависит от расположения агрегата и телевизора.

Прямофокусные

У этого вида облучатель конвертера «смотрит» ниже горизонта, что защищает приемник сигнала от негативного атмосферного воздействия:

• название модели: MULTI Toroidal;
• цена: 1100 р.;
• характеристики: диаметр – 100 см, принятие с 16 спутников;
• плюсы: простота добавки каналов;
• минусы: качество получения различается.

В небольшом доме или на даче пригодится 60-сантиметровая спутниковая тарелка, которая стоит чуть дороже первой:

• название модели: Triax TD-064;
• цена: 1300 р.;
• характеристики: 60 см;
• плюсы: стойкость к осадкам, коррозии;
• минусы: стоимость спутниковых телевизионных каналов высока.

Тем, кто не хочет заморачиваться со сложной конструкцией, подойдет готовый комплект спутникового телевидения:

• название модели: НТВ+;
• цена: 7050 р.;
• характеристики: интерактивная приставка, библиотека фильмов;
• плюсы: декодирование;
• минусы: могут быть помехи.

Офсетные

Преимуществом использования офсетных антенн считается больший угол обзора и улучшенное качество изображения:

• название модели: Супрал;
• цена: 1400 р.;
• характеристики: 80 см;
• плюсы: антикоррозийное покрытие, настенный кронштейн;
• минусы: нет.

Чуть большим диаметром отличается следующий подтип, который подойдет для принятия любых волн:

• название модели: Universal;
• цена: 1200 р.;
• характеристики: 90 см, алюминиевый сплав;
• плюсы: совместимость с разными гнездами телевизора;
• минусы: нет крепления.

Третьим вариантом офсетной антенны станет комплект спутникового телевидения по доступной стоимости:

• название модели: D-Color DCA-101;
• цена: 253 р.;
• характеристики: размеры 30*20 см;
• плюсы: компактность, питание усилителя от приставки, мало шума;
• минусы: нет.

Отражение волны

При переходе волн из одной среды в другую часть их энергии передается, часть энергии отражается, а часть энергии рассеивается в окружающую среду.

Свойства материалов этих двух сред определяют соотношения передачи к отражению и рассеиванию. А также свойства материалов определяют, будет ли волна инвертироваться при отражении.

Передача и отражение энергии одиночного волнового импульса

Непрерывная падающая волна (оранжевый) попадает на границу сред, где часть энергии отражается (светло-оранжевый), а часть энергии передается (темно-оранжевый)

Патч антенна 3G, 4G, Wi-Fi

Касаясь темы антенн для 3G 4G и Wi-Fi, мы не можем обойти вниманием патч-антенны. Появление таких антенн возникло с развитием микрополосковой СВЧ технологии, в частности теории микрополосковых длинных линий передачи. Впервые идея такой антенны была предложена еще в 1954 году, однако тогда еще не было подложек для печатных плат с небольшими потерями и она была забыта. Второе рождение патч антенны состоялось в 1972 после доклада американца Роберта Мюнсона на научном симпозиуме. Антенна была им разработана для подвижных объектов, да и сейчас она пользуется особой популярностью у фанатов FPV.

Микрополосковые антенны на печатной плате применяются почти в каждом модеме или другом устройстве в качестве встроенной антенны. Такие антенны весьма технологичны и имеют низкую стоимость при массовом производстве. Не считая фрактальных структур, печатные антенны могут быть вибраторными, щелевыми, плоскими двумерными структурами. Последние представляют собой печатный излучатель в виде квадратной (прямоугольной) или круглой (эллиптической) пластины расположенной над слоем диэлектрика с металлическим экраном, другими словами изготовленные на базе двусторонней печатной платы. Это и есть патч-антенны.

Рассмотрим что из себя представляет прямоугольный патч.Это резонансная система с длинами сторон L и W близкими к половине длины волны с учетом укорочения в диэлектрике и влияния экрана. Такую конструкцию можно рассматривать как объемный резонатор открытый со всех четырех сторон. Не вдаваясь в теорию, будем иметь ввиду, что обе стороны с длиной L не излучают, а щели сторон W — излучают. Таким образом такой патч представляет собой стек из двух элементарных полуволновых излучателей. С другой стороны его можно рассматривать как излучающую рамку, в которой вместо электрического тока (как в проволочной рамке) течет воображаемый «магнитный ток» в щели по периметру патча.

К недостаткам печатных антенн относится их низкий КПД и относительная узкополосность 2Δf/f₀ < 5%. Для расширения полосы применяют специальные ухищрения, например U-образный вырез в центре патча. Если вместо подложки использовать воздух и увеличить расстояние от экрана, то потери в антенне значительно уменьшаются, а полоса расширяется до 15%. Полоса пропускания прямо пропорциональна отношению h/W. Именно антенны с «воздушной» подложкой стоит применять в диапазонах 3G-4G. Ну и следующий логический шаг. Если к такому воздушному патчу добавить собирающую структуру в виде таких же квадратных пассивных элементов, по типу директоров в Uda-Yagi, мы можем значительно поднять коэффициент усиления такой антенны.

Коэффициент усиления патч антенны варьируется от 5 до 9 dBi и сильно зависит от параметров диэлектрика. Чем выше его диэлектрическая проницаемость, тем меньше размеры патча и направленные свойства антенны — хуже. Кроме того наличие диэлектрика понижает КПД антенны. При запитывании с краю патча, входное сопротивление антенны близко к 100 Ом у «воздушного патча» и в 2-3 раза выше этой величины у печатного. Для согласования с фидером 50/75 Ом точку питания сдвигают ближе к центру патча. При этом сохраняется настройка в резонанс и отпадает необходимость в специальных согласующих устройствах, что является еще одним преимуществом антенны. Хотя никто не мешает применять схемы с четвертьволновыми трансформаторами сопротивлений на микрополосковых линиях. Кроме того, из таких патчей относительно несложно создать многоэтажную антенную решетку с высоким коэффициентом усиления. Именно такие конструкции продаются под именем панельные антенны.

Если к патчу подключить второй фидер по оси Y на таком же расстоянии x₀ от края, мы получим простейшую MIMO антенну, которую можно использовать в ближней зоне приема или как облучатель зеркальной антенны в случае дальней зоны от базовой станции. Срезав два противоположных угла антенны, мы получим круговую поляризацию, но для 3G-4G, Wi-Fi антенны это не актуально.