Antennenberechnung Vivaldi

Wenn du Richtwirkung von einer Antenne möchtest, wird das aus physikalischen Gründen unweigerlich zu einer gewissen Baugrösse von allermindestens einer halben Wellenlänge führen (Erzeugung einer "ebenen" Wellenfront). Die Bandbreiten-Anforderung macht die Sache nicht gerade einfacher.

Es bleibt dir wohl nichts anderes übrig, als ein Grund-Design zu wählen, das den am wenigsten störenden Formfaktor aufweist. Mögliche Kandidaten:

• Vivaldi (kennst du schon)
• Doppelsteg-Horn
• Log-Per Antenne
• Breitband-Helix

Je nach Antennentyp wird allerdings die Impulsantwort im Zeitbereich mehr oder weniger durch Dispersionseffekte verzerrt sein. In dieser Hinsicht ist die Vivaldi bereits recht nah am Optimum.

Ist die Auflistung der Antennentypen nach Optimum sortiert? Gibt es Rechner für Doppelhorn Antennen? Wenn ich Vivaldi Antennen Kaufen will, sehe ich unterschiedliche designs, allesamt kleiner als meine, leider finde ich keine im passenden Frequenzbereich. Manche mit Löchern oder Quer schlitzen. Gibt es eine Möglichkeit ein Vivaldi Design zu wählen das in Länge und Breite kleiner wird, oder in der Breite kleiner wird und dafür länger, so das ich sie in einem Metall Vierkantrohr, unten offen verpacken kann?

Hauptmerkmal der Vivaldi-Antenne ist ihre Breitbandigkeit. Sehr beliebt ist sie u.a. für UWB-Anwendungen im Bereich ca. 3-10 GHz. Auf diesen Frequenzbereich sind sie typischerweise auch zugeschnitten, da relativ klein und günstig auf einem PCB herzustellen.

Der von dir gewünschte Frequenzbereich liegt ca. um den Faktor 10 tiefer, wodurch eine Antenne mit denselben Eigenschaften um den Faktor 10 grösser ausfällt... da gibt es leider keine magischen Tricks.

Eine Antenne in ein metallisches Rohr zu verpacken ist übrigens keine gute Idee. Wenn dann überhaupt noch irgendetwas abgestrahlt wird, werden ihre Eigenschaften völlig verändert (und nicht zum Besseren).

Hallo GHz N.

GHz N. schrieb:

Eine Antenne in ein metallisches Rohr zu verpacken ist übrigens keine gute Idee. Wenn dann überhaupt noch irgendetwas abgestrahlt wird, werden ihre Eigenschaften völlig verändert (und nicht zum Besseren).

Ja, dachte ich auch, aber was macht der hier denn? https://www.youtube.com/watch?v=HY0B_0MGFBM

Hintergrund, das Bodenradar soll unter Wasser angewendet werden, mein erster Versuch mit den Vivaldi Antennen brachte nur recht schwache Ergebnisse, war aber auch klar - Wasser. Jetzt kam mir die Idee das ich die Antennen mit Luft "Umhülle" Sprich in ein Gehäuse einbaue, so das die Signalausberitung an der Antenne in Luft stattfindet und nicht durch das umgebende Wasser gedämpft wird. Woran ich aber immer noch rätsle ist wie viel Luft brauche ich eigentlich. Klar muss ich experimentieren, aber druckdichte Gehäuse sind nicht einfach zu bauen, deshalb zuerst theoretisch überlegen. Wenn das mit der TinCan, wie im verlinkten Video zu sehen ist, eine gute Idee ist, Eisen ist von sich aus recht schwer, dann brauche ich nich so viel Gewicht zusätzlich um das Ganze unter Wasser zu drücken.

Robert A. schrieb:

Ja, dachte ich auch, aber was macht der hier denn? https://www.youtube.com/watch?v=HY0B_0MGFBM

okee, das ist jetzt eine Ausnahme... Man muss halt einfach wissen was man tut. In diesem Fall wird basierend aus der Vivaldi eine Art Doppelsteghorn gemacht. Aber auch hier muss man aufpassen, dass die richtigen elektrischen Verbindungen gemacht werden und keine versehentlichen Resonanzen eingebaut werden... Leider ist das Thema zu komplex, um alles mit Faustregeln abzudecken.

Robert A. schrieb:

Nun kenne ich mich mit Antennendesign nicht wirklich aus.

In diesem Fall und bei Deinen Anforderungen solltest Du besser einen "Profi" zu Hilfe holen. Mal ganz davon abgesehen, dass man eine Antenne im Selbstbau nicht ohne die geeigneten Messmittel (Network Analyzer etc.) bauen kann. Es gibt eine komplexe Menge von kleinen Fehlern, die zum völligen versagen der Antenne führen können (und werden). Und ja, die Physik gibt vor wie groß eine Antenne sein muss, um die gewünschten Eigenschaften zu zeigen. Ernsthaftes Antennendesign ist absolut nicht trivial.

Robert A. schrieb:

das Bodenradar soll unter Wasser angewendet werden

Wird das denn überhaupt gemacht? Wenn ja, schau, wie die das machen.

Anstatt die Antenne in einem Luftpolster zu betreiben, könnte es besser sein, die Antenne unter Berücksichtigung des anderen Umgebungsmediums zu redesignen.