Лінейна палярызаваная антэна Вівальдзі з тыповым узмацненнем 6 дБі, дыяпазон частот 0,2-1,2 ГГц RM-VA0212-6

Антэна Вівальдзі: прынцып працы, характарыстыкі і прымяненне

Антэна Вівальдзі, таксама вядомая як канічная шчылінная антэна, — гэта шырокапалосная накіраваная антэна, якая шырока выкарыстоўваецца ў радыёчастотных, мікрахвалевых, радарных, электронных, вымяральных і бесправадных сістэмах тэсціравання. Яе характэрная канічная апертура дазваляе электрамагнітнай энергіі паступова пераходзіць з кіраванай перадаючай структуры ў вольную прастору, дапамагаючы антэне дасягнуць шырокапалоснай працы і накіраванага выпраменьвання.

У параўнанні з многімі рэзананснымі антэнамі, аптымізаванымі для адносна вузкай паласы частот, антэны Вівальдзі выкарыстоўваюць структуру бегучай хвалі. Гэта робіць іх асабліва прывабнымі для сістэм, якія патрабуюць шырокага частотнага ахопу разам з адносна простай планарнай або металічнай механічнай канфігурацыяй.

Як працуе антэна Вівальдзі?

Базавая антэна Вівальдзі складаецца з двух праводзячых краёў, якія ўтвараюць канічную шчыліну. Шчыліна паступова пашыраецца ад вузкай вобласці харчавання да больш шырокай выпраменьвальнай апертуры.

Калі радыёчастотная энергія трапляе ў антэну, электрамагнітная хваля распаўсюджваецца ўздоўж канічнай шчыліны. Па меры павелічэння шырыні шчыліны накіраваная хваля паступова трапляе ў вольную прастору і выпраменьваецца ў асноўным у бок адкрытага канца антэны.

Гэты паступовы пераход з'яўляецца адной з ключавых прычын, чаму антэны Вівальдзі могуць забяспечваць шырокапалосныя характарыстыкі.

На ніжнюю выкарыстоўваную частату моцна ўплываюць фізічныя памеры адтуліны і кануснасць, у той час як на больш высокія частоты характарыстыкі больш залежаць ад такіх фактараў, як пераход падачы, геаметрыя кануснасці, памеры правадніка і дакладнасць вырабу.

Характарыстыкі выпраменьвання

Антэна Вівальдзі звычайна з'яўляецца антэнай з канцавым агнём, гэта значыць, што яе асноўнае выпраменьванне накіравана ў бок адкрытага канца канічнай апертуры.

Яго радыяцыйныя характарыстыкі залежаць ад некалькіх канструктыўных параметраў, у тым ліку:

Шырыня дыяфрагмы
Даўжыня і профіль канічнай паверхні
Структура канала
Рабочая частата
Геаметрыя зазямлення і правадніка
Механічныя памеры

Па меры змены частаты эфектыўная вобласць выпраменьвання ўздоўж канічнай структуры таксама змяняецца. Гэта дазваляе антэне працаваць у адносна шырокім дыяпазоне частот, не абапіраючыся на адзін вузкі рэзананс.

Антэны Вівальдзі звычайна распрацаваны для лінейнай палярызацыі, хоць характарыстыкі палярызацыі залежаць ад канкрэтнай геаметрыі і схемы харчавання.

Асноўныя тыпы антэн Вівальдзі

У радыёчастотнай тэхніцы звычайна выкарыстоўваюцца некалькі канфігурацый антэн Вівальдзі.

Звычайная антэна Вівальдзі
Выкарыстоўвае канічную шчыліну, утвораную паміж двума праводзячымі абласцямі, і з'яўляецца адной з найбольш распаўсюджаных рэалізацый.

Антыподальная антэна Вівальдзі
Выкарыстоўвае праводзячыя элементы на процілеглых баках дыэлектрычнай падкладкі. Такая канфігурацыя можа забяспечыць зручны пераход ад пэўных ліній перадачы да выпраменьвальнай апертуры.

Збалансаваная антыподальная антэна Вівальдзі
Выкарыстоўвае больш сіметрычную шматслаёвую структуру для паляпшэння балансу поля і характарыстык палярызацыі ў некаторых шырокапалосных прыкладаннях.

Розныя канфігурацыі могуць быць выбраны ў залежнасці ад прапускной здольнасці, палярызацыі, спосабу падачы, працэсу вырабу і патрабаванняў да сістэмнай інтэграцыі.

Асноўныя параметры пры выбары антэны Вівальдзі

Пры выбары антэны Вівальдзі дыяпазон частот - гэта толькі адпраўная кропка.

Каэфіцыент узмацнення паказвае, наколькі эфектыўна антэна канцэнтруе выпраменьванне ў прамым кірунку.

КСВ адлюстроўвае ўзгадненне імпедансу паміж антэнай і радыёчастотнай сістэмай. Ніжэйшы КСВ звычайна азначае меншую адлюстраваную магутнасць.

Палярызацыя павінна адпавядаць мэтавай радыёчастотнай сістэме, каб мінімізаваць разыходжанне палярызацыі.

Шырыня прамяня 3 дБ апісвае вуглавую шырыню асноўнага прамяня выпраменьвання і важная ў радыёлакацыйных, маніторынгавых і накіравальных вымярэннях.

Прадукцыйнасць крос-палярызацыі таксама важная, калі мае значэнне чысціня палярызацыі.

Падчас інтэграцыі сістэмы варта ўлічваць і механічныя фактары, такія як тып раздыма, памеры антэны, вага, мантажная канструкцыя і магутнасць.

Напрыклад, лінейна-палярызаваная антэна Вівальдзі RM-VA0212-6 ад RF MISO працуе ў дыяпазоне ад 0,2 да 1,2 ГГц, забяспечвае тыповы каэфіцыент узмацнення 6 дБі, выкарыстоўвае лінейную палярызацыю і інтэрфейс N-Female і прызначана для выкарыстання ў радарах, спадарожнікавай сувязі, радыёэлектроннай барацьбе і бесправадных выпрабаваннях высокага класа.

Перавагі антэн Вівальдзі

Антэны Вівальдзі маюць некалькі практычных пераваг:

Шырокая прапускная здольнасць
Накіраванае выпраменьванне канцавога агню
Адносна простая прамяністая структура
Добрая сумяшчальнасць з шырокапалоснымі радыёчастотнымі сістэмамі
Маштабуемы дызайн у розных дыяпазонах частот
Падыходзіць для аднаэлементных і масіўных канфігурацый

Іх шырокапалосныя характарыстыкі робяць іх асабліва карыснымі, калі сістэме неабходна ахопліваць некалькі частот без частага пераключэння антэн.

Прыкладанні

Антэны Вівальдзі звычайна выкарыстоўваюцца ў:

Радарныя сістэмы
Электронная барацьба
Вымярэнне шырокапалоснага радыёчастотнага сігналу
Тэсціраванне бесправадной сувязі
Пеленгацыйныя значэнні
Маніторынг сігналаў
Мікрахвалевая візуалізацыя
Сістэмы сувязі
Антэнныя рашоткі
Даследаванні і лабараторныя прымяненні

У сістэмах масіваў некалькі элементаў Вівальдзі таксама могуць быць размешчаны для атрымання больш высокага ўзмацнення, вузейшых прамянёў або магчымасці электроннага кіравання прамянём.

Выснова

Антэна Вівальдзі спалучае ў сабе структуру бегучай хвалі з канічнымі шчылінамі, шырокапалосны рэжым працы і накіраванае выпраменьванне, што робіць яе універсальнай архітэктурай антэны для сучасных радыёчастотных і мікрахвалевых сістэм.

Яго рэальная прадукцыйнасць залежыць ад геаметрыі канічнай формы, памеру апертуры, канструкцыі падачы, працоўнай частаты і механічнай рэалізацыі. Таму пры выбары падыходнай мадэлі інжынеры павінны ацэньваць не толькі прапускную здольнасць і каэфіцыент узмацнення, але і КСВ, палярызацыю, шырыню прамяня, характарыстыкі крос-палярызацыі, радыёчастотны інтэрфейс і патрабаванні да ўстаноўкі.

Для прымянення ў галіне радараў, радыёэлектроннай барацьбы, шырокапалосных вымярэнняў, сувязі і бесправадных выпрабаванняў антэны Vivaldi забяспечваюць гнуткае рашэнне, дзе важныя як шырокі частотны ахоп, так і накіраваныя радыёчастотныя характарыстыкі.