Линеарна поларизирана Vivaldi антена 6 dBi типично засилување, фреквентен опсег од 0,2-1,2 GHz RM-VA0212-6

Антена Вивалди: Принцип на работа, карактеристики и примена

Антената Вивалди, позната и како конусна антена, е широкопојасна насочна антена која е широко користена во RF, микробранови, радарски, електронски војувања, системи за мерење и безжично тестирање. Нејзината карактеристична конусна апертура овозможува електромагнетната енергија постепено да преминува од водената структура на пренос во слободен простор, помагајќи ѝ на антената да постигне широкопојасна работа и насочно зрачење.

Во споредба со многу резонантни антени кои се оптимизирани околу релативно тесен фреквенциски опсег, антените Вивалди користат структура на патувачки бран. Ова ги прави особено привлечни за системи кои бараат широка фреквентна покриеност заедно со релативно едноставна рамна или метална механичка конфигурација.

Како работи антената Вивалди?

Основната Вивалди антена се состои од два спроводливи рабови кои формираат заострен отвор. Слотот постепено се шири од тесен регион за напојување кон поширок отвор за зрачење.

Кога RF енергијата влегува во антената, електромагнетниот бран патува по заострениот отвор. Како што се зголемува ширината на отворот, водениот бран прогресивно се спојува во слободен простор и зрачи првенствено кон отворениот крај на антената.

Оваа постепена транзиција е една од клучните причини зошто антените Вивалди можат да обезбедат карактеристики на широкопојасен интернет.

Пониската употреблива фреквенција е силно под влијание на физичката големина на отворот и конусноста, додека перформансите на повисока фреквенција зависат повеќе од фактори како што се транзицијата на напојување, геометријата на конусноста, димензиите на проводникот и точноста на производството.

Карактеристики на зрачење

Вивалди антената е генерално антена со крајно насочено зрачење, што значи дека нејзиното главно зрачење е насочено кон отворениот крај на заострениот отвор.

Неговите карактеристики на зрачење зависат од неколку параметри на дизајнот, вклучувајќи:

Ширина на отворот
Должина и профил на конусот
Структура на храна
Работна фреквенција
Геометрија на заземјување и проводник
Механички димензии

Со промената на фреквенцијата, се менува и ефективната област на зрачење по должината на конусната структура. Ова ѝ овозможува на антената да работи низ релативно широк фреквентен опсег без да се потпира на една тесна резонанца.

Антените Вивалди најчесто се дизајнирани за линеарна поларизација, иако перформансите на поларизацијата зависат од специфичната геометрија и распоредот на напојување.

Главни видови на антени Вивалди

Неколку конфигурации на антени од Вивалди најчесто се користат во RF инженерството.

Конвенционална антена Вивалди
Користи заострен отвор формиран помеѓу два спроводливи региони и е една од најчестите имплементации.

Антиподална Вивалди антена
Користи спроводливи елементи на спротивните страни од диелектричната подлога. Оваа конфигурација може да обезбеди удобен премин од одредени доводи на преносната линија до отворот за зрачење.

Балансирана антиподална Вивалди антена
Користи посиметрична повеќеслојна структура за подобрување на рамнотежата на полето и карактеристиките на поларизација во некои широкопојасни апликации.

Може да се изберат различни конфигурации според пропусниот опсег, поларизацијата, методот на напојување, процесот на производство и барањата за системска интеграција.

Клучни параметри при избор на антена Vivaldi

При избор на антена Vivaldi, фреквентниот опсег е само почетна точка.

Засилувањето покажува колку ефикасно антената го концентрира зрачењето во насока нанапред.

VSWR го одразува совпаѓањето на импедансата помеѓу антената и RF системот. Понискиот VSWR генерално значи помала рефлектирана моќност.

Поларизацијата треба да се совпаѓа со целниот RF систем за да се минимизира несовпаѓањето на поларизацијата.

Ширината на зракот од 3 dB ја опишува аголната ширина на главниот зрак на зрачење и е важна во апликациите за радар, мониторинг и мерење на насоката.

Перформансите на вкрстената поларизација се исто така важни кога е важна чистотата на поларизацијата.

Механички фактори како што се типот на конектор, димензиите на антената, тежината, структурата за монтирање и ракувањето со енергијата исто така треба да се земат предвид за време на интеграцијата на системот.

На пример, линеарната поларизирана антена Vivaldi RM-VA0212-6 на RF MISO работи од 0,2 до 1,2 GHz, обезбедува типично засилување од 6 dBi, користи линеарна поларизација и N-Female интерфејс и е специфицирана за радар, сателитски комуникации, електронско војување и апликации за тестирање на врвни безжични технологии.

Предности на антените Вивалди

Антените Вивалди нудат неколку практични предности:

Широк работен пропусен опсег
Насочно зрачење при крајниот пожар
Релативно едноставна зрачна структура
Добра компатибилност со широкопојасни RF системи
Скалабилен дизајн низ различни фреквентни опсези
Погодно за конфигурации со еден елемент и низи

Нивните карактеристики на широкопојасен интернет ги прават особено корисни кога системот треба да покрие повеќе фреквенции без често менување на антени.

Апликации

Антените Вивалди најчесто се користат во:

Радарски системи
Електронско војување
Мерење на широкопојасен RF
Безжично тестирање
Наоѓање насока
Мониторинг на сигналот
Микробраново снимање
Комуникациски системи
Антенски низи
Истражувачки и лабораториски апликации

Во низните системи, повеќе Вивалди елементи можат да се распоредат за да се добие поголемо засилување, потесни зраци или можност за електронска контрола на зракот.

Заклучок

Антената Вивалди комбинира структура на патувачки бран со заострен слот, широкопојасна работа и насочно зрачење, што ја прави разновидна антенска архитектура за модерни RF и микробранови системи.

Неговите вистински перформанси зависат од геометријата на конусот, големината на отворот, дизајнот на довод, работната фреквенција и механичката имплементација. Затоа, инженерите треба да ја проценат не само пропусниот опсег и засилувањето, туку и VSWR, поларизацијата, ширината на зракот, перформансите на вкрстена поларизација, RF интерфејсот и барањата за инсталација при избор на соодветен модел.

За апликации за радар, електронско војување, мерење на широкопојасен интернет, комуникација и безжично тестирање, антените Vivaldi обезбедуваат флексибилно решение каде што широката фреквентна покриеност и насочените RF перформанси се важни.