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Vivaldi- Antenne

Bild 1: Aufbau einer Vivaldi-Antenne (Das Leiterplattenmaterial ist hier durchsichtig dargestellt.)

Bild 1: Aufbau einer Vivaldi-Antenne (Das Leiterplattenmaterial ist hier durchsichtig dargestellt.)

externe Masse
(obere Ebene)
Träger-
material
zentraler Leiter
(mittlere Ebene)
externe Masse
(untere Ebene)

Bild 2: Explosiv-Zeichnung einer Symmetrisch-antipodischen Vivaldi Antenne

externe Masse
(obere Ebene)
Träger-
material
zentraler Leiter
(mittlere Ebene)
externe Masse
(untere Ebene)

Bild 2: Explosiv-Zeichnung einer Symmetrisch-antipodischen Vivaldi Antenne

Vivaldi- Antenne

Die Vivaldi Antenne (auch engl.: Tapered Slot Antenna, TSA genannt) ist eine extrem breitbandige Schlitzantenne, bei welcher der Schlitz konisch verbreitert wird. Diese Antenne wurde auf der 9. European Microwave Conference (EuMic) im Jahre 1979 durch Peter J. Gibson unter dem Namen „The Vivaldi Aerial” vorgestellt.

Die Vivaldi Antenne kann aus dünnem Kupferblech oder aus normalem doppelt-kaschiertem Leiterplattenmaterial hergestellt werden. Dessen Eigenschaften, wie die Dicke des Trägermaterials sowie dessen Dielektrizitätskonstante haben Einfluss auf die Eigenschaften der Antenne. Mehrere Antennen können auf dem gleichen Material nebeneinander als eine Gruppenantenne angefertigt werden.

Die Antenne selbst besteht nur aus dem konischen Schlitz, welcher als ein zweidimensionales Exponentialhorn aufgefasst werden kann. Die Speisung der Antenne erfolgt an der schmalen Schlitzseite. Die zur Strahlrichtung entgegengesetzte Seite wird durch einen λ/4-Leitungsabschnitt kurzgeschlossen. Um die Bandbreite der Antenne zu erhöhen, kann dieser Leitungsabschnitt kreisförmig mit dem Durchmesser von einer viertel Wellenlänge der Mittenfrequenz ausgeführt werden. Die Zuleitung mit dem kreissektorförmigen Abschluss auf der zweiten Leiterplattenebene dienen nur der breitbandigen Anpassung an das Speisesystem in Stripline- Technologie.

Die Polarisation eines einzelnen Strahlers ist linear. Die elektrischen Feldlinien verlaufen parallel zum Leiterplattenmaterial. Für eine zweite Polarisationsebene können die Gruppen auf den Leiterplatten auch kreuzweise ineinandergeschachtelt werden. Die Strahlrichtung der Antenne ist die Richtung, in der sich der konische Schlitz erweitert. Durch die große Bandbreite ist diese Antennenform für Ultra-Wideband-Anwendungen geeignet.

Für diese Antenne existieren drei Bauformen:

Über die Namensgebung gibt es keine gesicherten Informationen, Peter Gibson selbst erwähnte in keiner Veröffentlichung einen Grund für diese Namensgebung. Gesichert ist, dass Peter Gibson ein Verehrer Antonio Vivaldis war. Seine Antenne hatte eine Öffnung, die wie ein Schnitt durch einen Trompetentrichter aussah. Möglicherweise wurde er dadurch zu dieser Namesgebung inspiriert (Vivaldi schrieb mehrere Trompetenkonzerte).