Antena log-periodyczna to szerokopasmowa antena, której zasada działania opiera się na rezonansie i strukturze log-periodycznej. W tym artykule zapoznasz się również z antenami log-periodowymi z trzech punktów widzenia: historii, zasady działania i zalet anten log-periodycznych.

Historia anten logarytmiczno-periodycznych

Antena logarytmiczno-periodyczna to szerokopasmowa antena, której konstrukcja opiera się na strukturze logarytmiczno-periodycznej. Historia anten logarytmiczno-periodycznych sięga lat 50. XX wieku.

Antena logarytmiczno-periodyczna została wynaleziona po raz pierwszy w 1957 roku przez amerykańskich inżynierów Dwighta Isbella i Raymonda DuHamela. Podczas prowadzenia badań w Bell Labs zaprojektowali szerokopasmową antenę zdolną do pokrycia wielu pasm częstotliwości. Ta struktura anteny wykorzystuje geometrię logarytmiczno-periodyczną, która zapewnia jej podobne charakterystyki promieniowania w całym zakresie częstotliwości.

W kolejnych dekadach anteny logarytmiczno-periodyczne były szeroko stosowane i badane. Są używane w takich obszarach jak komunikacja bezprzewodowa, odbiór telewizji i radia, systemy radarowe, pomiary radiowe i badania naukowe. Szerokopasmowe charakterystyki anten logarytmiczno-periodycznych umożliwiają im pokrycie wielu pasm częstotliwości, zmniejszając potrzebę przełączania częstotliwości i wymiany anten oraz poprawiając elastyczność i wydajność systemu.

Zasada działania anteny logarytmicznej opiera się na jej specjalnej strukturze. Składa się ona z szeregu naprzemiennych metalowych płyt, z których każda zwiększa swoją długość i odstępy zgodnie z okresem logarytmicznym. Ta struktura powoduje, że antena wytwarza różnice fazowe przy różnych częstotliwościach, uzyskując w ten sposób szerokopasmowe promieniowanie.

Wraz z postępem technologii metody projektowania i produkcji anten logarytmiczno-periodycznych uległy poprawie. Nowoczesne anteny logarytmiczno-periodyczne wykorzystują zaawansowane materiały i procesy produkcyjne w celu poprawy wydajności i niezawodności anten.

Zasada jego działania może być w skrócie opisana następująco

1. Zasada rezonansu: Konstrukcja anteny logarytmiczno-periodycznej opiera się na zasadzie rezonansu. Przy określonej częstotliwości struktura anteny utworzy pętlę rezonansową, umożliwiając antenie skuteczne odbieranie i emitowanie fal elektromagnetycznych. Dzięki precyzyjnemu zaprojektowaniu długości i odstępu między arkuszami metalu anteny logarytmiczno-periodyczne mogą działać w wielu zakresach częstotliwości rezonansowych.

2. Różnica faz: Logarytmiczny stosunek długości kawałka metalu i odstępu anteny logarytmicznej powoduje, że każdy kawałek metalu wytwarza różnicę faz przy różnych częstotliwościach. Ta różnica faz prowadzi do rezonansowego zachowania anteny przy różnych częstotliwościach, umożliwiając w ten sposób szerokopasmową pracę. Krótsze kawałki metalu działają przy wyższych częstotliwościach, podczas gdy dłuższe kawałki metalu działają przy niższych częstotliwościach.

3. Skanowanie wiązki: Struktura anteny logarytmiczno-periodycznej sprawia, że ma ona różne charakterystyki promieniowania przy różnych częstotliwościach. Wraz ze zmianą częstotliwości zmienia się również kierunek promieniowania i szerokość wiązki anteny. Oznacza to, że anteny logarytmiczno-periodyczne mogą skanować i regulować wiązki w szerokim paśmie częstotliwości.

Zalety anten logarytmiczno-periodycznych

1. Charakterystyka szerokopasmowa: Antena logarytmiczno-periodyczna to szerokopasmowa antena, która może obejmować wiele pasm częstotliwości. Jej struktura logarytmiczno-periodyczna umożliwia antenie posiadanie podobnych charakterystyk promieniowania w całym zakresie częstotliwości, eliminując potrzebę przełączania częstotliwości lub wymiany anteny, co poprawia elastyczność i wydajność systemu.

2. Wysoki zysk i wydajność promieniowania: Anteny logarytmiczno-periodyczne zwykle mają wysoki zysk i wydajność promieniowania. Ich struktura umożliwia rezonans w wielu zakresach częstotliwości, zapewniając silne możliwości promieniowania i odbioru.

3. Kontrola kierunkowości: Anteny logarytmiczno-periodyczne są zwykle kierunkowe, tzn. mają silniejsze promieniowanie lub zdolności odbioru w określonych kierunkach. To sprawia, że anteny logarytmiczno-periodyczne nadają się do zastosowań wymagających określonej kierunkowości promieniowania, takich jak komunikacja, radar itp.

4. Uprość projekt systemu: Ponieważ anteny logarytmiczno-periodyczne mogą obejmować szeroki zakres częstotliwości, projekt systemu można uprościć, a liczbę anten można zmniejszyć. Pomaga to obniżyć koszty systemu, zmniejszyć złożoność i poprawić niezawodność.

5. Wydajność przeciwzakłóceniowa: Antena logarytmiczno-periodyczna ma dobrą wydajność przeciwzakłóceniową w szerokim paśmie częstotliwości. Jej struktura umożliwia antenie lepsze filtrowanie niepożądanych sygnałów częstotliwościowych i poprawę odporności systemu na zakłócenia.

Krótko mówiąc, dzięki dokładnemu zaprojektowaniu długości i odstępu między arkuszami metalu, antena logarytmiczna okresowa może pracować w wielu zakresach częstotliwości rezonansowych, z szerokopasmowymi charakterystykami, wysokim wzmocnieniem i wydajnością promieniowania, kontrolą kierunkowości, uproszczoną konstrukcją systemu i zaletami wydajności przeciwzakłóceniowej. Dzięki temu anteny logarytmiczne okresowe są szeroko stosowane w komunikacji bezprzewodowej, radarach, badaniach naukowych i innych dziedzinach.