Logaritmicko-periodická anténa je širokopásmová anténa, ktorej princíp fungovania je založený na rezonancii a logaritmicko-periodickej štruktúre. Tento článok vás tiež zoznámi s logaritmicko-periodickými anténami z troch hľadísk: história, princíp fungovania a výhody logaritmicko-periodických antén.

História logaritmicko-periodických antén

Logaritmicko-periodická anténa je širokopásmová anténa, ktorej konštrukcia je založená na logaritmicko-periodickej štruktúre. História logaritmicko-periodických antén siaha do 50. rokov 20. storočia.

Logaritmicko-periodickú anténu prvýkrát vynašli v roku 1957 americkí inžinieri Dwight Isbell a Raymond DuHamel. Počas výskumu v laboratóriách Bell Labs navrhli širokopásmovú anténu schopnú pokrývať viacero frekvenčných pásiem. Táto anténna štruktúra využíva logaritmicko-periodickú geometriu, ktorá jej dáva podobné vyžarovacie charakteristiky v celom frekvenčnom rozsahu.

V nasledujúcich desaťročiach sa logaritmicko-periodické antény široko používali a študovali. Používajú sa v oblastiach, ako je bezdrôtová komunikácia, televízny a rozhlasový príjem, radarové systémy, rádiové merania a vedecký výskum. Širokopásmové charakteristiky logaritmicko-periodických antén im umožňujú pokryť viacero frekvenčných pásiem, čím sa znižuje potreba prepínania frekvencií a výmeny antén a zlepšuje sa flexibilita a účinnosť systému.

Princíp fungovania logaritmicko-periodickej antény je založený na jej špeciálnej štruktúre. Pozostáva zo série striedajúcich sa kovových dosiek, pričom každá z nich sa zväčšuje na dĺžke a rozostupe podľa logaritmickej periódy. Táto štruktúra spôsobuje, že anténa vytvára fázové rozdiely na rôznych frekvenciách, čím sa dosahuje širokopásmové žiarenie.

S pokrokom v technológii sa zlepšili aj metódy návrhu a výroby logaritmicky periodických antén. Moderné logaritmicky periodické antény využívajú pokročilé materiály a výrobné procesy na zlepšenie výkonu a spoľahlivosti antény.

Jeho princíp fungovania možno stručne opísať takto

1. Princíp rezonancie: Konštrukcia logaritmicko-periodickej antény je založená na princípe rezonancie. Pri určitej frekvencii štruktúra antény vytvorí rezonančnú slučku, ktorá umožňuje anténe efektívne prijímať a vyžarovať elektromagnetické vlny. Presným návrhom dĺžky a rozostupu kovových plechov môžu logaritmicko-periodické antény pracovať vo viacerých rezonančných frekvenčných rozsahoch.

2. Fázový rozdiel: Logaritmicko-periodický pomer dĺžky kovového kusu a rozostupu logaritmicko-periodickej antény spôsobuje, že každý kovový kus vytvára fázový rozdiel pri rôznych frekvenciách. Tento fázový rozdiel vedie k rezonančnému správaniu antény pri rôznych frekvenciách, čím umožňuje širokopásmovú prevádzku. Kratšie kovové kusy pôsobia pri vyšších frekvenciách, zatiaľ čo dlhšie kovové kusy pôsobia pri nižších frekvenciách.

3. Skenovanie lúča: Štruktúra logaritmicko-periodickej antény jej umožňuje mať rôzne vyžarovacie charakteristiky pri rôznych frekvenciách. So zmenou frekvencie sa mení aj smer vyžarovania a šírka lúča antény. To znamená, že logaritmicko-periodické antény dokážu skenovať a upravovať lúče v širokom frekvenčnom pásme.

Výhody logaritmicko-periodických antén

1. Širokopásmové charakteristiky: Logaritmicko-periodická anténa je širokopásmová anténa, ktorá dokáže pokryť viacero frekvenčných pásiem. Jej logaritmicko-periodická štruktúra umožňuje anténe mať podobné vyžarovacie charakteristiky v celom frekvenčnom rozsahu, čím sa eliminuje potreba prepínania frekvencie alebo výmeny antény a zlepšuje sa flexibilita a účinnosť systému.

2. Vysoký zisk a vyžarovacia účinnosť: Logaritmicko-periodické antény majú zvyčajne vysoký zisk a vyžarovaciu účinnosť. Ich štruktúra umožňuje rezonanciu vo viacerých frekvenčných rozsahoch, čím poskytuje silné vyžarovanie a príjem.

3. Riadenie smerovosti: Logaritmicko-periodické antény sú zvyčajne smerové, to znamená, že majú silnejšie vyžarovanie alebo prijímacie schopnosti v určitých smeroch. Vďaka tomu sú logaritmicko-periodické antény vhodné pre aplikácie vyžadujúce špecifickú smerovosť vyžarovania, ako sú komunikácie, radar atď.

4. Zjednodušenie návrhu systému: Keďže logaritmicky periodické antény dokážu pokryť široký frekvenčný rozsah, návrh systému je možné zjednodušiť a počet antén znížiť. To pomáha znižovať náklady na systém, zložitosť a spoľahlivosť.

5. Odolnosť voči rušeniu: Logaritmicko-periodická anténa má dobrú odolnosť voči rušeniu v širokom frekvenčnom pásme. Jej konštrukcia umožňuje anténe lepšie filtrovať nežiaduce frekvenčné signály a zlepšiť odolnosť systému voči rušeniu.

Stručne povedané, presným návrhom dĺžky a rozostupu kovových plechov môže logaritmicky periodická anténa pracovať vo viacerých rezonančných frekvenčných rozsahoch so širokopásmovými charakteristikami, vysokým ziskom a vyžarovacou účinnosťou, riadením smerovosti, zjednodušeným návrhom systému a výhodami v oblasti odolnosti voči rušeniu. Vďaka tomu sa logaritmicky periodické antény široko používajú v bezdrôtovej komunikácii, radare, vedeckom výskume a ďalších oblastiach.