Das Für und Wider von Vivaldi Antennen

Inhalt

• Eine Einführung in Vivaldi-Antennen
• Vorteile
• Nachteile

Tamara Wilhite ist technische Redakteurin, Wirtschaftsingenieurin, Mutter von zwei Kindern und veröffentlichte Science-Fiction- und Horror-Autorin.

Eine Einführung in Vivaldi-Antennen

Es gibt drei Haupttypen dieser Antennen:

• Koplanar Vivaldi
• Antipodal Vivaldi
• Ausgeglichene antipodale Vivaldi-Antenne

Was sind die Vor- und Nachteile dieser Antennendesigns?

Vorteile

• Vivaldi-Antennen sind Planarantennen, die über einen weiten Frequenzbereich arbeiten. Wie Firsthornantennen haben sie aufgrund ihres konischen Schlitzdesigns eine hohe Verstärkung.
• Vivaldis passen in kleinere Räume als eine Firsthornantenne, da sie aus flachem Laminat hergestellt werden können.
• Vivaldi-Antennen sind normalerweise Ultra-Breitbandantennen und gelten immer als Breitbandantennen. Sie können sowohl mit Multiband- als auch mit Impulstechnologien verwendet werden.
• Bei Verwendung für Impulstechnologien wie Radar haben diese Antennen einen hohen Spitzenwert für die Impulshüllkurve. Sie bieten eine stabile Gruppenverzögerung und ermöglichen eine enge Impulsbreite.
• Ihre obere Frequenz ist durch die Breite des Spaltes begrenzt, während die untere Frequenz durch die Größe der Öffnung begrenzt ist.
• Das Design ist im Vergleich zu periodischen Log-Antennen und fraktalen Designs einfach, und alle Antennendesigns können für die Verwendung bei jeder Frequenz skaliert werden.
• Die Impedanzanpassung ist mit Vivaldi-Antennen einfach.
• Der koplanare Vivaldi ist das ursprüngliche Design. Es verfügt über zwei Strahlerebenen auf derselben Seite der dielektrischen Schicht, deren andere Seite ein neutrales Material ist. Dieses und die komplexeren Designs können alle über die Leiterplattentechnologie hergestellt werden.
• Sie können die Vivaldi-Antennenkerbe mithilfe der Eierkistenkonstruktion herstellen. Bei der Gestaltung der Eierkiste kreuzen sich die Bretter am Rand jedes Elements. Durch Einkerben der Bretter werden sie mit Positionsgenauigkeit an Ort und Stelle gehalten. Das PCB-Herstellungsverfahren ermöglicht es, sie in Streifen herzustellen, die leicht in diese "Eierkisten" -Konfigurationen eingelegt werden können.
• Diesen Antennen kann ein Signal direkt von einer Streifenleitung oder einer Mikrostreifenleitung zugeführt werden, wodurch sie auch in Phased-Array-Anwendungen arbeiten können. Sie haben diese Flexibilität bei vielen Antennendesigns nicht.

Nachteile

• Wenn Sie die Vivaldi-Antenne nur für eine Frequenz oder einen kleinen Frequenzbereich verwenden möchten, gibt es Antennendesigns mit kleinerer und höherer Verstärkung. Verstärkung bezieht sich auf die Fähigkeit der Antenne, Leistung in eine bestimmte Richtung abzustrahlen.
• Sie können nicht wirklich über 10 dBi Verstärkung hinaus verlängert werden, es sei denn, sie werden als Geschirrfutter verwendet.
• Die symmetrische antipodale Vivaldi-Antenne oder BAVA leidet normalerweise unter geneigten Strahlen und geringen axialen Verstärkungen.
• Ein Vivaldi kann durch eine Aperturkopplung oder einen Breitband-Balun gespeist werden, dies kann jedoch das Design komplexer machen. Die Herstellung einer antipodalen Vivaldi-Antenne, bei der die Antennenelemente auf gegenüberliegenden Seiten des Leiterplattensubstrats aufgedruckt sind, ist teurer als das grundlegende Design. Die Impedanzanpassung der antipodalen Vivaldi-Antenne kann durch einen Übergang von der Streifenleitung zu einer Mikrostreifenleitung erfolgen. Diese Konstruktion erhöht jedoch die kreuzpolarisierte Strahlung.
• Die BAVA versucht, diese kreuzpolarisierte Strahlung zu verhindern, indem sie eine weitere dielektrische Schicht über die antipodale Struktur legt, während eine Metallplatte auf die Unterseite der Antenne gelegt wird. Der Nachteil dieses Entwurfs besteht darin, dass die Kosten einer Leiterplatte wesentlich von der Anzahl der Schichten und der Komplexität des Entwurfs abhängen.
• Die Antennentiefe ist ein häufiges Problem für Vivaldis. Dies wird nur teilweise gelöst, indem dielektrische Abdeckungen an der Öffnung der Vivaldi-Antenne angebracht werden.

Dieser Artikel ist genau und nach bestem Wissen des Autors. Der Inhalt dient nur zu Informations- oder Unterhaltungszwecken und ersetzt nicht die persönliche Beratung oder professionelle Beratung in geschäftlichen, finanziellen, rechtlichen oder technischen Angelegenheiten.