Основи на радиолокацията

Конична слот антена (антена на Вивалди)

Конусовидната слот антена (англ. Tapered Slot Antenna, TSA), известна също като антена Вивалди, е слот антена с много широка честотна лента (няколко октави), при която слотът е конусовиден. Тази антена е представена на 9-ата Европейска конференция по микровълни (EuMic) през 1979 г. от Питър Гибсън (P.J.Gibson) под името «Vivaldi Antenna».

Този тип антена може да бъде изработена от тънки медни листове или от обикновена двуслойна печатна платка. Свойствата на материалите, като дебелина и диелектрична константа, влияят върху работата на антената. Двойка антени може да бъде изработена на една и съща платка като групова антена.

Собствената антена се състои само от коничен прорез, който може да се разглежда като двуизмерен експоненциален рог. Антената се захранва от тесен страничен процеп. Страната, противоположна на посоката на излъчване, е свързана накъсо с четвъртвълнов (λ/4) накрайник. За да се разшири широчината на честотната лента на антената, този клон може да има кръгла форма и диаметър една четвърт от дължината на вълната при централната честота. На второто ниво на печатната платка е направена захранваща линия с кръгъл сектор в края. Такъв сектор изпълнява функцията на широколентово съгласуване в лентовата технология.

Поляризацията на един излъчвател е линейна. Линиите на електрическото поле са успоредни на материала на печатната платка. За работа в ортогонална поляризация могат да се добавят печатни платки с групи антени, разположени перпендикулярно. Посоката на максимума на излъчване на антената съответства на посоката, в която се разширява коничният прорез. Благодарение на голямата ширина на честотната лента тези антени са подходящи за свръхшироколентови приложения.

Съществуват три вида антени Vivaldi:

• Плоско-паралелна или копланарна антена, при която двата излъчващи елемента са разположени от една и съща страна на платката. Антената може да се захранва от противоположната страна на платката, както е показано на изображение 1.
• Антиподната антена е начин за решаване на проблема със захранването на копланарна антена. В този случай един слой се отпечатва отгоре, а друг слой, заострен в обратна посока, се отпечатва в основата на субстрата. Такава антена лесно се свързва с коаксиална захранваща линия. Структурата му е подобна на тази, показана на изображение 2, с изключение на горния слой с неговата подложка.
• Балансираната антена с антипод се състои от три медни слоя. Върху конвенционалната структура на антипода е добавен диелектричен слой, а отгоре е отпечатана допълнителна метална пластина, същата като долната част на антената.