New-Tech Magazine AUG 2026 Digital Edition

בעלת תדר עבודה נמוך יותר Vivaldi תכנון אנטנת באמצעות חריצים

Electromagnetics Infinity חברת »

) נמצאות UWB ( Ultra-Wideband אנטנות בשימוש נרחב במערכות תקשורת וחישה מודרניות בזכות יכולתן לפעול בתחום תדרים רחב תוך שמירה על ביצועי קרינה טובים. אחת האנטנות הפופולריות בתחום , הניתנת לייצור Vivaldi זה היא אנטנת בטכנולוגיית מעגלים מודפסים. ניתן לתכנן אותה כך שתספק רוחב אלומה רחב או צר, בהתאם לדרישות המפרט. ידוע באופן כללי שככל שתדר העבודה קטן כך אורך האנטנה (המתייחס לחלק התורם לקרינה) גדל. הסיבה לכך היא שאורך האנטנה נמצא ביחס ישר לאורך הגל, ואורך הגל נמצא ביחס הפוך לתדר. מטרת עבודה זו היא להדגים כיצד ניתן לעבוד בתדר נמוך יותר מבלי להגדיל את אורך האנטנה, וזאת באמצעות שינוי הגיאומטריה של האנטנה בלבד. לצורך כך יודגם התהליך באמצעות תכנון אנטנת . Vivaldi , HFSS כנון האנטנה בוצע בתוכנת ת כאשר הפתרון מבוסס על שיטת ) במישור התדר. FEM האלמנטים הסופיים ( קיטוב האנטנה הוא ליניארי והיא מתואמת . האנטנה תוכננה על גבי מצע 50 Ω לעכבה של

מוצגים עקומי הקרינה של שבח 4 באיור עבור 1.5 GHz האנטנה בתלת ממד בתדר שתי האנטנות. ניתן לראות שהאנטנה בעלת קיטוב ליניארי XY הנמצאת במישור של השבח חזק יותר φ אופקי, מפני שרכיב בכיוון האלומה הראשית. כמו כן, θ מרכיב ניתן לראות שעקום הקרינה עבור הקיטוב הדומיננטי של האנטנה עם החריצים נראה מסודר יותר, עם פחות אונות צד. שהתקבל Peak Gain משווה את ה־ 5 איור בסימולציה עבור אנטנת הייחוס והאנטנה המוצעת. ניתן לראות כי האנטנה עם החריצים שומרת על רמת שבח מתאימה לאורך כל תחום .1.5 GHz - 4 GHz התדרים הנדרש ניתן לראות את צפיפות הזרם 6 באיור המשטחית באנטנת הייחוס ובאנטנה עם . החריצים משנים 1.5 GHz החריצים בתדר את פילוג צפיפות הזרם ומאריכים את מסלול הזרם לאורך האנטנה. כתוצאה מכך גדל האורך החשמלי של האנטנה, דבר המאפשר להוריד את תדר העבודה התחתון מבלי להגדיל את ממדיה הפיזיים. לסיכום, באמצעות הוספת החריצים ניתן Vivaldi להוריד את תדר העבודה של אנטנת ה־ ללא הגדלת ממדיה. עקום הקרינה ונצילות האנטנה תקינים לאורך תחום התדרים הנדרש.

מ"מ, בעל קבוע דיאלקטרי יחסי 0.76 בעובי . Loss Tangent =0.0017 ומקדם 2.55 האנטנה מוזנת באמצעות קו תמסורת ניתן לראות את 1 מיקרוסטריפ. באיור אנטנת הייחוס (בצבע צהוב – נחושת ובצבע אפור – החומר הדיאלקטרי). על מנת להקטין את תדר העבודה של האנטנה, השתמשנו בחריצים בשכבת הנחושת. בוצעו אופטימיזציות בתוכנת באמצעות שינוי מספר החריצים, HFSS מיקומם, אורכם ורוחבם. בנוסף, חשוב לשים לב לשבח האנטנה ולנצילותה, שכן החריצים משנים את פילוג צפיפות הזרם באנטנה ולכן משפיעים גם על עקום הקרינה, אשר עלול להתעוות. בעבודה זו, עבור אנטנה עם חריצים, נדרש לשמור על עקום קרינה תקין ללא עיוות משמעותי וללא הנמכה משמעותית של שבח האנטנה בכיוון 1.5 GHz האלומה הראשית, בתחום התדרים .4 GHz ל- ניתן לראות את מבנה החריצים. 2 באיור מציג את ההשוואה של מקדם 3 איור בין שתי האנטנות. ניתן לראות S 11 ההחזרה כי עבור האנטנה עם החריצים, תדר העבודה , לפי הקריטריון 1.25 GHz התחתון יורד ל - . S 11 < -10 dB

New-Tech Magazine l 58