Anteny radarowe

Antena szczelinowa stożkowa (antena Vivaldiego)

Stożkowa antena szczelinowa (ang.: Tapered Slot Antenna, TSA), znana również jako antena Vivaldiego, jest anteną szczelinową o bardzo szerokim paśmie przenoszenia (kilka oktaw szerokości pasma), w której szczelina jest zwężona. Antena ta zaprezentowana została na 9th European Microwave Conference (EuMic) w 1979 roku przez Peter'a Gibson'a pod nazwą Vivaldi Antenna.

Antena tego typu może być wykonana z cienkich arkuszy miedzi lub z prostego dwuwarstwowego materiału PCB. Właściwości materiału takie jak grubość i stała dielektryczna wpływają na wydajność anteny. Para anten może być wykonana na tej samej płytce drukowanej jako antena zbiorcza.

Właściwa antena składa się tylko ze stożkowej szczeliny, którą można traktować jako dwuwymiarową tubę wykładniczą. Antena jest zasilana przez wąską szczelinę boczną. Strona przeciwna do kierunku promieniowania jest zwarta ćwierćfalowym (λ/4) króćcem. Aby poszerzyć pasmo przenoszenia anteny, króciec ten może mieć kształt koła i średnicę jednej czwartej długości fali na częstotliwości środkowej. Na drugim poziomie płytki drukowanej wykonany jest przewód zasilający z okrągłym sektorem na końcu. Sektor taki pełni funkcję dopasowania szerokopasmowego w technologii stripline.

Polaryzacja pojedynczego nadajnika jest liniowa. Linie pola elektrycznego są równoległe do materiału płytki. Aby pracować w polaryzacji ortogonalnej, można dodać płytki PCB z grupami anten ułożonych prostopadle. Kierunek maksimum promieniowania anteny odpowiada kierunkowi, w którym rozszerza się szczelina stożkowa. Ze względu na duże pasmo przenoszenia, anteny takie nadają się do zastosowań ultraszerokopasmowych.

Istnieją trzy typy anten Vivaldi:

• Antena płasko-równoległa lub koplanarna, w której oba elementy promieniujące są umieszczone po tej samej stronie płytki. Antena może być zasilana z przeciwnej strony płytki, jak pokazano na rysunku 1.
• Antena antypodowa jest sposobem na rozwiązanie problemu zasilania anteny koplanarnej. W tym przypadku, jedna warstwa jest drukowana na górze, a druga warstwa zwężająca się w przeciwnym kierunku jest drukowana u podstawy podłoża. Antenę taką można łatwo podłączyć do koncentrycznej linii zasilającej. Jego struktura jest podobna do tej przedstawionej na rysunku 2, z wyjątkiem warstwy wierzchniej z podłożem.
• Zrównoważona antena antypodowa składa się z trzech warstw miedzi. Warstwa dielektryczna jest dodana na wierzchu konwencjonalnej struktury antypody, z dodatkową metalową płytką nadrukowaną na górze, taką samą jak spód anteny.