www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основы радиолокации

Логарифмическая периодическая дипольная антенна

направление излучения
фидер

Рисунок 1. Конструкция логопериодической антенны

направление излучения
фидер

Рисунок 1. Конструкция логопериодической антенны

Логарифмическая периодическая дипольная антенна

Логарифмическая периодическая (логопериодическая) дипольная антенна (LPDA, log-periodic dipole antenna) — это широкополосная антенна с узким лучом, значения импеданса и характеристик излучения которой регулярно повторяются в соответствии с логарифмической функцией частоты возбуждающего антенну колебания. Логопериодические антенны представляют собой решетки и включают в себя систему запитываемых элементов, соединенных между собой витой двухпроводной линией (Рисунок 1) . Излучающие элементы (диполи) имеют разную длину, чем достигается широкополосность антенны. В режиме передачи волна сначала распространяется вдоль антенны практически без излучения. Пока волна достигает диполей, длина которых мала в сравнении с половиной длины волны, эти диполи работают как емкостная нагрузка. Излучение начинается, когда возбуждающее колебание достигает диполей, размер которых равен одной трети длины волны. Излучение поддерживается также несколькими следующими диполями и заканчивается на диполе, длина которого примерно равна половине длины волны. Последующие более длинные диполи вклад в излучение уже не вносят.

Коэффициент усиления такой антенны может достигать 10 дБ при очень малом уровне заднего лепестка (до 35 дБ). Входное сопротивление составляет от 50 до 120 Ом в зависимости от конструкции.

Рисунок 2. Фото небольшой логопериодической антенны для частот 1030 МГц и 1060 МГц: излучатель антенны радиолокационного запросчика

Рисунок 2. Фото небольшой логопериодической антенны для частот 1030 МГц и 1060 МГц: излучатель антенны радиолокационного запросчика

Электрические свойства такой антенны имеют повторяющиеся значения, характер изменения которых соответствует логарифмической функции частоты. Периодические изменения таких параметров как, например, коэффициент усиления и входное сопротивление, могут быть настолько уменьшены за счет подбора элементов конструкции антенны, что могут считаться постоянными в пределах требуемого диапазона частот.

(1)

  • τ = множитель масштаба
  • L = длина излучателя

(2)

  •  
  • R = расстояние до излучателя

Несмотря на широкополосность, возможности использования таких антенн в радиолокаторах, работающих со сверхширокополсными сигналами, ограничены. Причиной этому является то, что каждая частотная составляющая будет иметь свой фазовый центр. При большой разнице между частотами в спектре сигнала расстояние между фазовыми центрами, соответсвующими далеко отстоящим друг от друга частотам, может быть значительным. Это будет приводить к возникновению дополнительного фазового набега составляющих сигнала на этих частотах и препятствовать корректной обработке сигнала в приемнике.

Рисунок 3. Трехмерная диаграмма направленности логопериодической антенны, полученная расчетным способом

Рисунок 3. Трехмерная диаграмма направленности логопериодической антенны, полученная расчетным способом