Antena logarytmiczno-periodyczna
Rysunek 1: Konstrukcja anteny logarytmiczno-periodycznej
Antena logarytmiczno-periodyczna
Antena logarytmiczno-periodyczna (LPDA, log-periodic dipole antenna, logarytmiczna okresowa antena dipolowa) to szerokopasmowa antena wąskopasmowa, której wartości impedancji i charakterystyki promieniowania są regularnie powtarzane zgodnie z logarytmiczną funkcją częstotliwości oscylacji wzbudzających antenę. Anteny logoperiodyczne są tablicami i zawierają system elementów zasilających połączonych skręconą linią dwuprzewodową (rysunek 1). Elementy promieniujące (dipole) mają różne długości, co zapewnia szerokopasmowy charakter anteny. W trybie nadawania fala najpierw rozchodzi się wzdłuż anteny prawie bez promieniowania. Podczas gdy fala dociera do dipoli, których długość jest niewielka w porównaniu z połową długości fali, dipole te działają jako obciążenie pojemnościowe. Promieniowanie rozpoczyna się, gdy oscylacja wzbudzenia dociera do dipoli, których rozmiar wynosi jedną trzecią długości fali. Promieniowanie jest również wspierane przez kilka kolejnych dipoli i kończy się na dipolu o długości około połowy długości fali. Kolejne dłuższe dipole nie przyczyniają się już do promieniowania.
Zysk takiej anteny może osiągnąć 10 dB przy bardzo niskim poziomie listka tylnego (do 35 dB). Impedancja wejściowa waha się od 50 do 120 omów w zależności od konstrukcji.
Rysunek 2: Zdjęcie małej anteny logoperiodycznej dla częstotliwości 1030 MHz i 1090 MHz z anteny radaru pytającego
Rysunek 2: Zdjęcie małej anteny logoperiodycznej dla częstotliwości 1030 MHz i 1090 MHz z anteny radaru pytającego
Właściwości elektryczne takiej anteny mają powtarzalne wartości, których wzór zmienności odpowiada logarytmicznej funkcji częstotliwości. Okresowe zmiany parametrów, takich jak na przykład zysk i impedancja wejściowa, mogą być tak zredukowane przez dobór elementów konstrukcyjnych anteny, że można je uznać za stałe w pożądanym zakresie częstotliwości.
.print.png)
.png)
(1)
- τ = mnożnik skali
- L = długość promiennika
.print.png)
.png)
(2)
- R = odległość między promiennikami
Pomimo możliwości szerokopasmowych, możliwości wykorzystania takich anten w radarach pracujących z sygnałami ultraszerokopasmowymi są ograniczone. Powodem tego jest fakt, że każda składowa częstotliwości ma swój własny środek fazy. Jeśli istnieje duża różnica między częstotliwościami w widmie sygnału, odległość między centrami fazowymi odpowiadającymi odległym od siebie częstotliwościom może być znaczna. Doprowadzi to do dodatkowego nakładania się faz składowych sygnału na tych częstotliwościach i uniemożliwi prawidłowe przetwarzanie sygnału w odbiorniku.
Rysunek 3: Trójwymiarowa charakterystyka kierunkowa anteny logarytmiczno-periodycznej uzyskana metodą obliczeniową
