Antenă cu fantă cu deschidere progresivă (antenă Vivaldi)
Ilustrație 1: Schema unei antene coplanare Vivaldi (aici stratul PCB este transparent).
(strat superior)
de susținere
(strat mijlociu)
(stratul inferior)
Ilustrație 2: Vedere explozivă a unei antene Vivaldi echilibrate și antipod.
(strat superior)
de susținere
(strat mijlociu)
(stratul inferior)
Ilustrație 2: Vedere explozivă a unei antene Vivaldi echilibrate și antipod.
Antenă cu fantă cu deschidere progresivă (antenă Vivaldi)
Antena cu fante cu deschidere progresivă, cunoscută și sub numele de antena Vivaldi, este o antenă cu fante cu bandă foarte largă (câteva octave) cu fante care se lărgesc conic. Acesta a fost prezentat pentru prima dată la cea de-a 9-a Conferință Europeană de Microunde (EuMic) în 1979 de către P. J. Gibson. Este ideală pentru aplicații precum radarul în bandă ultralargă.
Antena Vivaldi poate fi confecționată din folie subțire de cupru sau din plăci de circuite imprimate cu un singur strat sau cu două straturi. Proprietățile sale, cum ar fi grosimea materialului conductiv și constanța dielectrică a substratului, influențează comportamentul antenei. Două antene adiacente pot fi produse pe același circuit, servind drept grup de antene.
Antena în sine este o fantă progresivă care poate fi considerată ca un corn de transmisie bidimensional cu o deschidere exponențială. Alimentarea circuitului se află pe partea îngustă a fantei, iar partea opusă direcției fasciculului este scurtcircuitată de un vârf de un sfert de undă (λ/4). Pentru a mări lățimea de bandă, acest capac final este circular, cu un diametru de un sfert de undă din frecvența centrală a transmițătorului. Linia de alimentare este circulară în secțiune transversală și este lipită la capătul celui de-al doilea PCB. Acesta este adaptat pentru a trece o bandă largă de frecvență de la un ghid de undă în bandă alimentat de transmițător.
Polarizarea unui astfel de radiator este liniară. Liniile de câmp electric sunt paralele cu substratul circuitului. Plăcile de circuite ale diferitelor grupuri de antene pot fi încrucișate în direcție pentru a obține un al doilea plan de polarizare. Direcția fasciculului este în direcția de expansiune a fantei.
Există trei tipuri principale de astfel de antene:
- Antena coplanară Vivaldi în care două circuite de transmisie sunt imprimate pe un substrat dielectric. Acesta poate fi alimentat printr-o deschidere cuplată de o parte și de alta a substratului, ca în figura 1;
- Antena Vivaldi antipod rezolvă problema de alimentare a celei precedente. În acest caz, unul dintre cele două straturi este imprimat deasupra substratului, iar cel de-al doilea este imprimat dedesubt. Acesta poate fi alimentat cu ușurință prin lipirea conectorilor de pe ambele părți ale substratului PCB. Acesta este similar cu cel prezentat în figura 2, dar fără stratul superior și substratul acestuia;
- Antena Vivaldi echilibrată și antipod este similară celei precedente, dar cu un strat în plus. Orientarea direcției fantei este alternată între cele trei straturi, așa cum se arată în figura 2.