Noções básicas de radar

Antena Log-Periódica

Uma antena log-periódica (LPDA, log-periodic dipole antenna, Arranjo Log Periódico de Dipolos) é uma antena de feixe estreito de banda larga cujos valores de impedância e características de radiação são repetidos regularmente de acordo com uma função logarítmica da frequência da oscilação que excita a antena. As antenas logoperiódicas são matrizes e incluem um sistema de elementos alimentados conectados por uma linha de dois fios torcidos (Figura 1). Os elementos irradiantes (dipolos) têm comprimentos diferentes, o que proporciona a natureza de banda larga da antena. No modo de transmissão, a onda se propaga primeiro ao longo da antena, quase sem radiação. Enquanto a onda atinge os dipolos, cujo comprimento é pequeno comparado à metade do comprimento de onda, esses dipolos funcionam como uma carga capacitiva. A radiação começa quando a oscilação de excitação atinge os dipolos cujo tamanho é um terço do comprimento de onda. A radiação também é suportada por alguns dipolos subsequentes e termina em um dipolo que tem cerca de metade do comprimento de onda. Os dipolos mais longos subsequentes não contribuem mais para a radiação.

O ganho dessa antena pode chegar a 10 dB com um nível de lóbulo traseiro muito baixo (até −35 dB). A impedância de entrada varia de 50 a 120 ohms, dependendo do projeto.

Figura 2: Foto de uma pequena antena logoperiódica para as frequências de 1030 MHz e 1090 MHz de uma antena de radar secundário

Figura 2: Foto de uma pequena antena logoperiódica para as frequências de 1030 MHz e 1090 MHz de uma antena de radar secundário

As propriedades elétricas dessa antena têm valores repetitivos cujo padrão de variação corresponde a uma função logarítmica da frequência. As variações periódicas em parâmetros como, por exemplo, ganho e impedância de entrada, podem ser reduzidas de tal forma pela seleção dos elementos de projeto da antena que podem ser consideradas constantes na faixa de frequência desejada.

(1)

• τ = multiplicador de escala
• L = comprimento do radiador

(2)

•  
• R = distância entre os radiadores

Apesar da capacidade de banda larga, há poucas oportunidades de usar essas antenas em radares que operam com sinais de banda ultralarga. O motivo disso é que cada componente de frequência terá seu próprio centro de fase. Se houver uma grande diferença entre as frequências no espectro do sinal, a distância entre os centros de fase correspondentes a frequências distantes pode ser significativa. Isso levará a uma sobreposição de fase adicional dos componentes do sinal nessas frequências e impedirá o processamento correto do sinal no receptor.

Figura 3: Padrão direcional tridimensional de uma antena log-periódica obtido por método computacional

Figura 3: Padrão direcional tridimensional de uma antena log-periódica obtido por método computacional