www.radartutorial.eu www.radartutorial.eu Основи радіолокації

Логарифмічна періодична дипольна антена

напрямок випромінювання
фідер

Рисунок 1. Конструкція логоперіодичної антени

напрямок випромінювання
фідер

Рисунок 1. Конструкція логоперіодичної антени

Логарифмічна періодична дипольна антена

Логарифмічна періодична (логоперіодична) дипольна антена (LPDA, log-periodic dipole antenna) — це широкосмугова антена з вузьким променем, значення імпедансу й характеристик випромінювання якої регулярно повторюються відповідно до логарифмічної функції частоти збуджуючого антену коливання. Логоперіодичні антени являють собою решітки і включають в себе систему елементів, що заживлюються, з’єднаних між собою витою двопровідною лінією (Рисунок 1). Випромінюючі елементи (диполі) мають різну довжину, чим досягається широкосмуговість антени. В режимі випромінювання хвиля спочатку розповсюджується вздовж антени практично без випромінення. Поки хвиля досягає диполів, довжина яких є малою порівняно з половиною довжини хвилі, ці диполі працюють як ємнісне навантаження. Випромінювання починається, коли збуджуюче коливання досягає диполів, розмір яких дорівнює одній третині довжини хвилі. Випромінювання підтримується також декількома подальшими диполями і закінчується на диполі, довжина якого приблизно дорівнює половині довжини хвилі. Подальші більш довгі диполі внеску у випромінювання вже не роблять.

Коефіцієнт підсилювання такої антени може досягати 10 дБ при дуже малому рівні задньої пелюстки (до мінус 35 дБ). Вхідний опір складає від 50 до 120 Ом залежно від конструкції.

Рисунок 2. Фото невеликої логоперіодичної антени для частот 1030 МГц та 1090 МГц: випромінювач антени радіолокаційного запитувача

Рисунок 2. Фото невеликої логоперіодичної антени для частот 1030 МГц та 1090 МГц: випромінювач антени радіолокаційного запитувача

Електричні властивості такої антени мають повторювані значення, характер змінення яких відповідає логарифмічній функції частоти. Періодичні змінення таких параметрів як, наприклад, коефіцієнт підсилювання та вхідний опір, можуть бути настільки зменшені за рахунок підбору елементів конструкції антени, що можуть вважатися постійними в межах потрібного діапазону частот.

(1)

  • τ — множник масштабу;
  • L — довжина випромінювача;

(2)

  •  
  • R — відстань до випромінювача.

Незважаючи на широкосмуговість, можливості використання таких антен в радіолокаторах, які працюють із надширокосмуговими сигналами (наприклад, НШП-радіолокатори), обмежені. Причиною є те, що кожна частотна складова буде мати свій фазовий центр. При великій різниці між частотами в спектрі сигналу відстань між фазовими центрами, які відповідають далеким одна від одної частотам, може бути значною. Це буде спричиняти виникнення додаткового фазового набігу складових сигналу на цих частотах та перешкоджати коректній обробці сигналу в приймачі.

Рисунок 3. Тривимірна діаграма направленості логоперіодичної антени, отримана розрахунковим способом

Рисунок 3. Тривимірна діаграма направленості логоперіодичної антени, отримана розрахунковим способом