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Antenne à fente à ouverture progressive (antenne Vivaldi)

Figure 1 : Diagramme d’une antenne coplanaire de Vivaldi (la couche de PCB est transparente ici).

Figure 1 : Diagramme d’une antenne coplanaire de Vivaldi (la couche de PCB est transparente ici).

Mise à la terre externe
(couche supérieure)
Substrats de
support
Conducteur central
(couche du milieu)
Mis à la terre externe
(couche inférieure)

Figure 2 : Vue explosée d’une antenne Vivaldi balancée et antipode.

Mise à la terre externe
(couche supérieure)
Substrats de support
Conducteur central
(couche du milieu)
Mis à la terre externe
(couche inférieure)

Figure 2 : Vue explosée d’une antenne Vivaldi balancée et antipode.

Antenne à fente à ouverture progressive (antenne Vivaldi)

L’antenne à fente à ouverture progressive, aussi connue sous le nom d’antenne de Vivaldi, est une antenne à fente à très large bande de fréquences (plusieurs octaves) dont les fentes s’élargissent en cône. Elle fut présentée pour la première fois à la 9ième Conférence européenne sur les micro-ondes (EuMic) en 1979 par P. J. Gibson. Elle est idéale pour les applications telles que les radars à bande ultra-large.

L’antenne de Vivaldi peut être faite de minces feuilles de cuivre ou de circuits imprimés simple à double couche. Ses propriétés, comme l’épaisseur du matériel conducteur et la constance diélectrique du substrat, influencent le comportement de l’antenne. Deux antennes adjacentes peuvent être produites sur le même circuit, servant comme un groupe d’antennes.

L’antenne elle-même est la fente progressive qui peut être considérée comme un cornet d’émission en deux dimensions à ouverture exponentielle. L’alimentation du circuit est du côté étroit de la fente et le côté opposé à la direction du faisceau est court-circuité par un embout quart d’onde (λ/4). Pour augmenter la bande passante, cet embout est circulaire avec un diamètre d’un quart d’onde de la fréquence centrale de l’émetteur. La ligne d’alimentation est de section circulaire et soudée à la fin du second circuit imprimé. Elle est adaptée pour laisser passer une large bande de fréquence provenant d’un guide d’onde en bande alimenté par l’émetteur.

La polarisation d’un tel radiateur est linéaire. Les lignes du champ électrique sont parallèles au substrat du circuit. Les circuits imprimés de différents groupes d’antenne peuvent être croisés en direction pour donner un second plan de polarisation. La direction du faisceau est dans celle de l’élargissement de la fente.

Il existe trois types principaux de ces antennes :