Antena log-periodică este o antenă cu bandă largă al cărei principiu de funcționare se bazează pe rezonanță și structură log-periodică. Acest articol vă va prezenta, de asemenea, antenele log-periodice din trei aspecte: istoricul, principiul de funcționare și avantajele antenelor log-periodice.

Istoricul antenelor log-periodice

Antena log-periodică este o antenă cu bandă largă al cărei design se bazează pe o structură log-periodică. Istoria antenelor log-periodice datează din anii 1950.

Antena log-periodică a fost inventată pentru prima dată în 1957 de inginerii americani Dwight Isbell și Raymond DuHamel. În timp ce efectuau cercetări la Bell Labs, aceștia au proiectat o antenă de bandă largă capabilă să acopere mai multe benzi de frecvență. Această structură de antenă folosește o geometrie log-periodică, care îi conferă caracteristici de radiație similare pe întregul interval de frecvență.

În deceniile următoare, antenele log-periodice au fost utilizate și studiate pe scară largă. Acestea sunt utilizate în domenii precum comunicațiile fără fir, recepția de televiziune și radio, sistemele radar, măsurătorile radio și cercetarea științifică. Caracteristicile de bandă largă ale antenelor log-periodice le permit să acopere mai multe benzi de frecvență, reducând necesitatea comutării frecvenței și a înlocuirii antenei și îmbunătățind flexibilitatea și eficiența sistemului.

Principiul de funcționare al antenei log-periodice se bazează pe structura sa specială. Aceasta constă dintr-o serie de plăci metalice alternante, fiecare crescând în lungime și distanțare în funcție de o perioadă logaritmică. Această structură face ca antena să producă diferențe de fază la diferite frecvențe, obținând astfel radiații de bandă largă.

Pe măsură ce tehnologia avansează, metodele de proiectare și fabricație ale antenelor log-periodice s-au îmbunătățit. Antenele log-periodice moderne utilizează materiale și procese de fabricație avansate pentru a îmbunătăți performanța și fiabilitatea antenei.

Principiul său de funcționare poate fi descris pe scurt după cum urmează

1. Principiul rezonanței: Proiectarea antenei log-periodice se bazează pe principiul rezonanței. La o anumită frecvență, structura antenei va forma o buclă rezonantă, permițând antenei să recepționeze și să radieze eficient unde electromagnetice. Prin proiectarea precisă a lungimii și a distanței dintre foile de metal, antenele log-periodice pot funcționa în mai multe intervale de frecvență rezonantă.

2. Diferență de fază: Raportul log-periodic dintre lungimea piesei metalice și spațierea antenei log-periodice face ca fiecare piesă metalică să producă o diferență de fază la frecvențe diferite. Această diferență de fază duce la comportamentul rezonant al antenei la frecvențe diferite, permițând astfel funcționarea în bandă largă. Bucățile metalice mai scurte acționează la frecvențe mai mari, în timp ce bucățile metalice mai lungi acționează la frecvențe mai mici.

3. Scanarea fasciculului: Structura antenei log-periodice îi conferă caracteristici de radiație diferite la frecvențe diferite. Pe măsură ce frecvența se schimbă, se modifică și direcția radiației și lățimea fasciculului antenei. Aceasta înseamnă că antenele log-periodice pot scana și ajusta fasciculele pe o bandă de frecvență largă.

Avantajele antenelor log-periodice

1. Caracteristici de bandă largă: Antena log-periodică este o antenă de bandă largă care poate acoperi mai multe benzi de frecvență. Structura sa log-periodică permite antenei să aibă caracteristici de radiație similare pe întreaga gamă de frecvență, eliminând necesitatea comutării frecvenței sau a înlocuirii antenei, îmbunătățind flexibilitatea și eficiența sistemului.

2. Câștig și eficiență de radiație ridicate: Antenele log-periodice au de obicei un câștig și o eficiență de radiație ridicate. Structura lor permite rezonanța în mai multe intervale de frecvență, oferind capacități puternice de radiație și recepție.

3. Controlul directivității: Antenele log-periodice sunt de obicei direcționale, adică au capacități de radiație sau recepție mai puternice în anumite direcții. Acest lucru face ca antenele log-periodice să fie potrivite pentru aplicații care necesită o directivitate specifică a radiației, cum ar fi comunicațiile, radarul etc.

4. Simplificarea proiectării sistemului: Deoarece antenele log-periodice pot acoperi o gamă largă de frecvențe, proiectarea sistemului poate fi simplificată, iar numărul de antene poate fi redus. Acest lucru ajută la reducerea costurilor sistemului, la reducerea complexității și la îmbunătățirea fiabilității.

5. Performanță anti-interferențe: Antena log-periodică are o bună performanță anti-interferențe într-o bandă largă de frecvență. Structura sa permite antenei să filtreze mai bine semnalele de frecvență nedorite și să îmbunătățească rezistența sistemului la interferențe.

Pe scurt, prin proiectarea precisă a lungimii și spațierii foilor metalice, antena log-periodică poate funcționa în mai multe intervale de frecvență rezonantă, cu caracteristici de bandă largă, câștig și eficiență ridicată a radiației, control al directivității, design simplificat al sistemului și avantaje de performanță anti-interferențe. Acest lucru face ca antenele periodice logaritmice să fie utilizate pe scară largă în comunicațiile wireless, radar, cercetare științifică și alte domenii.