Kuželová štěrbinová anténa (Vivaldiho anténa)
Obrázek 1: Konstrukce antény Vivaldi (koplanární typ). Materiál desky s plošnými spoji je zde znázorněn průhledný
Obrázek 1: Konstrukce antény Vivaldi (koplanární typ). Materiál desky s plošnými spoji je zde znázorněn průhledný
(horní vrstva)
substrátu
(střední vrstva)
(spodní vrstva)
Obrázek 2: Konstrukce vyvážené Vivaldiho antény s anti-podem
(horní vrstva)
substrátu
(střední vrstva)
(spodní vrstva)
Obrázek 2: Konstrukce vyvážené Vivaldiho antény s anti-podem
Kuželová štěrbinová anténa (Vivaldiho anténa)
Kuželová štěrbinová anténa (anglicky: Tapered Slot Antenna, TSA), známá také jako Vivaldiho anténa, je štěrbinová anténa s velmi širokou šířkou pásma (šířka pásma několik oktáv), u níž je štěrbina zúžená. Tuto anténu představil Peter J. Gibson na 9. evropské mikrovlnné konferenci (EuMic) v roce 1979 pod názvem Vivaldi Antenna.
Tento typ antény lze vyrobit z tenkých měděných plechů nebo z jednoduchého dvouvrstvého materiálu PCB. Vlastnosti materiálu, jako je tloušťka a dielektrická konstanta, ovlivňují výkon antény. Dvojici antén lze vyrobit na stejné desce plošných spojů jako skupinovou anténu.
Vlastní anténa se skládá pouze z kuželové štěrbiny, kterou lze považovat za dvourozměrný exponenciální roh. Anténa je napájena úzkou boční štěrbinou. Strana proti směru vyzařování je zkratována čtvrtvlnným (λ/4) stonkem. Aby se rozšířilo pásmo antény, může mít tento výstupek kruhový tvar a průměr čtvrtiny vlnové délky na středním kmitočtu. Na druhé úrovni desky plošných spojů je vytvořeno přívodní vedení s kruhovým sektorem na konci. Takový sektor plní funkci širokopásmového přizpůsobení v pásové technologii.
Polarizace jednoho vysílače je lineární. Čáry elektrického pole jsou rovnoběžné s materiálem desky plošných spojů. Pro provoz v ortogonální polarizaci lze přidat desky plošných spojů se skupinami kolmo uspořádaných antén. Směr vyzařovacího maxima antény odpovídá směru, ve kterém se rozšiřuje kuželová štěrbina. Díky velké šířce pásma jsou tyto antény vhodné pro ultraširokopásmové aplikace.
Existují tři typy antén Vivaldi:
- Plochá paralelní nebo koplanární anténa, u níž jsou oba vyzařovací prvky umístěny na stejné straně desky. Anténu lze napájet z opačné strany desky, jak je znázorněno na obrázku 1.
- Antipodová anténa je způsob řešení problému napájení koplanární antény. V tomto případě je jedna vrstva vytištěna nahoře a další vrstva zúžená v opačném směru je vytištěna na spodní straně substrátu. Takovou anténu lze snadno připojit ke koaxiálnímu napájecímu vedení. Její struktura je podobná struktuře na obrázku 2, s výjimkou vrchní vrstvy se substrátem.
- Vyvážená antipodová anténa se skládá ze tří měděných vrstev. Na běžnou strukturu antipody je přidána dielektrická vrstva a na ni je natištěna další kovová deska, stejná jako na spodní části antény.