www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Radarové antény

Logaritmická periodická dipólová anténa

směr vyzařování
podavač

Obrázek 1: Konstrukce logoperiodické antény

směr vyzařování
podavač

Obrázek 1: Konstrukce logoperiodické antény

Logaritmická periodická dipólová anténa

Logaritmická periodická dipólová anténa (LPDA) je širokopásmová úzkopásmová anténa, jejíž hodnoty impedance a vyzařovací charakteristiky se pravidelně opakují podle logaritmické funkce kmitočtu kmitů, které anténu budí. Logoperiodické antény jsou pole a zahrnují soustavu napájecích prvků spojených krouceným dvouvodičovým vedením (obrázek 1). Vyzařovací prvky (dipóly) mají různou délku, čímž se dosahuje širokopásmového charakteru antény. V režimu vysílání se vlna nejprve šíří podél antény téměř bez vyzařování. Zatímco vlna dosáhne dipólů, jejichž délka je v porovnání s polovinou vlnové délky malá, fungují tyto dipóly jako kapacitní zátěž. Vyzařování začíná, když budicí kmit dosáhne dipólů, jejichž velikost je třetina vlnové délky. Vyzařování je podporováno i několika následujícími dipóly a končí u dipólů, které mají přibližně polovinu vlnové délky. Následné delší dipóly již k vyzařování nepřispívají.

Zisk takové antény může dosáhnout 10 dB při velmi nízké úrovni zpětného laloku (až 35 dB). Vstupní impedance se v závislosti na konstrukci pohybuje od 50 do 120 ohmů.

Obrázek 2: Fotografie malé logoperiodické antény pro frekvence 1030 MHz a 1090 MHz: zářič antény radarového vyhledávače.

Obrázek 2: Fotografie malé logoperiodické antény pro frekvence 1030 MHz a 1090 MHz: zářič antény radarového vyhledávače.

Elektrické vlastnosti takové antény mají opakující se hodnoty, jejichž charakter změny odpovídá logaritmické funkci frekvence. Periodické změny parametrů, jako je například zisk a vstupní impedance, lze výběrem konstrukčních prvků antény omezit natolik, že je lze v požadovaném frekvenčním rozsahu považovat za konstantní.

(1)

  • τ = násobitel rozsahu
  • L = délka zářiče

(2)

  •  
  • R = vzdálenost mezi radiátory

Navzdory širokopásmovým schopnostem jsou možnosti použití těchto antén v radarech pracujících s ultraširokopásmovými signály omezené. Důvodem je skutečnost, že každá frekvenční složka bude mít svůj vlastní fázový střed. Pokud je ve spektru signálu velký rozdíl mezi frekvencemi, může být vzdálenost mezi fázovými středy odpovídajícími vzdáleným frekvencím značná. To povede k dodatečnému fázovému překrývání složek signálu na těchto frekvencích a zabrání správnému zpracování signálu v přijímači.

Obrázek 3: Trojrozměrná směrová charakteristika logaritmické antény získaná výpočtovou metodou

Obrázek 3: Trojrozměrná směrová charakteristika logaritmické antény získaná výpočtovou metodou