Logaritminė periodinė antena yra plačiajuostė antena, kurios veikimo principas pagrįstas rezonansu ir logaritmine struktūra. Šiame straipsnyje taip pat bus pristatytos logaritminės periodinės antenos trimis aspektais: istorija, veikimo principas ir logaritminių periodinių antenų privalumai.

Logaritminių periodinių antenų istorija

Logaritminė periodinė antena yra plačiajuostė antena, kurios konstrukcija pagrįsta logaritmine struktūra. Logaritminių periodinių antenų istorija siekia šeštąjį dešimtmetį.

Logaritminę periodinę anteną 1957 m. išrado amerikiečių inžinieriai Dwightas Isbellas ir Raymondas DuHamelis. Atlikdami tyrimus „Bell Labs“ laboratorijoje, jie suprojektavo plačiajuostę anteną, galinčią aprėpti kelias dažnių juostas. Ši antenos konstrukcija naudoja logaritminę periodinę geometriją, kuri suteikia jai panašias spinduliuotės charakteristikas visame dažnių diapazone.

Vėlesniais dešimtmečiais logaritminio periodinio veikimo antenos buvo plačiai naudojamos ir tiriamos. Jos naudojamos tokiose srityse kaip belaidis ryšys, televizijos ir radijo priėmimas, radarų sistemos, radijo matavimai ir moksliniai tyrimai. Plačiajuostės logaritminio periodinio veikimo antenų charakteristikos leidžia joms aprėpti kelias dažnių juostas, sumažinant dažnių perjungimo ir antenų keitimo poreikį bei pagerinant sistemos lankstumą ir efektyvumą.

Logaritminio periodinio antenos veikimo principas pagrįstas jos specialia struktūra. Ją sudaro eilė pakaitomis išdėstytų metalinių plokštelių, kurių kiekviena ilgėja ir tarpai tarp jų didėja pagal logaritminį periodą. Dėl šios struktūros antena sukuria fazių skirtumus skirtingais dažniais, taip pasiekdama plačiajuostę spinduliuotę.

Tobulėjant technologijoms, patobulėjo logaritminio periodinio signalo antenų projektavimo ir gamybos metodai. Šiuolaikinėse logaritminio periodinio signalo antenose naudojamos pažangios medžiagos ir gamybos procesai, siekiant pagerinti antenos veikimą ir patikimumą.

Jo veikimo principą galima trumpai apibūdinti taip

1. Rezonanso principas: Logaritminės periodinės antenos konstrukcija pagrįsta rezonanso principu. Esant tam tikram dažniui, antenos struktūra suformuos rezonansinę kilpą, kuri leis antenai efektyviai priimti ir spinduliuoti elektromagnetines bangas. Tiksliai suprojektavus metalinių lakštų ilgį ir atstumą, logaritminės periodinės antenos gali veikti keliuose rezonansiniuose dažnių diapazonuose.

2. Fazių skirtumas: dėl logaritminio periodinio antenos metalinio gabalo ilgio ir atstumo santykio kiekvienas metalinis gabalas skirtingais dažniais sukuria fazių skirtumą. Šis fazių skirtumas lemia antenos rezonansinį elgesį skirtingais dažniais, todėl galima naudoti plačiajuostį signalą. Trumpesni metalo gabalai veikia aukštesniais dažniais, o ilgesni – žemesniais.

3. Spindulio skenavimas: Logaritminės periodinės antenos struktūra lemia skirtingas jos spinduliuotės charakteristikas esant skirtingiems dažniams. Keičiantis dažniui, keičiasi ir antenos spinduliuotės kryptis bei spindulio plotis. Tai reiškia, kad logaritminės periodinės antenos gali skenuoti ir reguliuoti spindulius plačiame dažnių diapazone.

Logaritminio periodinio antenų privalumai

1. Plačiajuosčio ryšio charakteristikos: logaritminė periodinė antena yra plačiajuostė antena, galinti aprėpti kelias dažnių juostas. Jos logaritminė periodinė struktūra leidžia antenai turėti panašias spinduliuotės charakteristikas visame dažnių diapazone, todėl nereikia keisti dažnio perjungimo ar antenos, o tai pagerina sistemos lankstumą ir efektyvumą.

2. Didelis stiprinimas ir spinduliuotės efektyvumas: Logaritminio periodinio signalo antenos paprastai pasižymi dideliu stiprinimu ir spinduliuotės efektyvumu. Jų konstrukcija leidžia rezonansą keliuose dažnių diapazonuose, užtikrindama stiprią spinduliuotę ir priėmimo galimybes.

3. Kryptingumo valdymas: Logaritminio periodiškumo antenos paprastai yra kryptingos, t. y. jos turi stipresnes spinduliuotės arba priėmimo galimybes tam tikromis kryptimis. Dėl to logaritminio periodiškumo antenos tinka taikymams, kuriems reikalingas specifinis spinduliuotės kryptingumas, pavyzdžiui, ryšiams, radarams ir kt.

4. Supaprastinti sistemos projektavimą: Kadangi logaritminio periodiškumo antenos gali apimti platų dažnių diapazoną, sistemos projektavimas gali būti supaprastintas ir sumažintas antenų skaičius. Tai padeda sumažinti sistemos kainą, sudėtingumą ir patikimumą.

5. Apsauga nuo trukdžių: logaritminio periodinio diapazono antena pasižymi geromis apsaugos nuo trukdžių savybėmis plačiame dažnių diapazone. Jos konstrukcija leidžia antenai geriau filtruoti nepageidaujamus dažnių signalus ir pagerinti sistemos atsparumą trukdžiams.

Trumpai tariant, tiksliai suprojektavus metalinių lakštų ilgį ir atstumą tarp jų, logaritminė periodinė antena gali veikti keliuose rezonansiniuose dažnių diapazonuose, pasižymėdama plačiajuostėmis charakteristikomis, dideliu stiprinimo ir spinduliuotės efektyvumu, kryptingumo valdymu, supaprastinta sistemos konstrukcija ir apsauga nuo trukdžių. Dėl to logaritminės periodinės antenos plačiai naudojamos belaidžio ryšio, radarų, mokslinių tyrimų ir kitose srityse.