логопериодическая антенна

Логопериодическая антенна - это широкополосная направленная антенна, характеристики которой (входной импеданс, коэффициент усиления, диаграмма направленности) периодически повторяются как логарифмическая функция частоты. Она используется в радиосвязи, радиомониторинге и телевидении для приема и передачи сигналов в широком диапазоне частот. Подбор оптимальной модели зависит от требуемого частотного диапазона, усиления и условий эксплуатации. ООО Мяньян Осюнь Информационная Индустрия предлагает широкий выбор антенн, отвечающих самым высоким требованиям.

Что такое логопериодическая антенна?

Логопериодическая антенна (ЛПА) – это тип широкополосной антенны, разработанный для работы в широком диапазоне частот. Ее ключевая особенность заключается в том, что ее электрические характеристики, такие как входной импеданс, коэффициент усиления и диаграмма направленности, изменяются периодически в логарифмическом масштабе частоты. Это означает, что антенна ведет себя схожим образом на разных частотах, отличающихся на фиксированный логарифмический интервал.

Принцип работы

Принцип работы логопериодической антенны основан на использовании множества диполей, расположенных вдоль линии передачи. Длина и расстояние между этими диполями увеличиваются в соответствии с логарифмической функцией. На каждой частоте активным является только определенный участок антенны, состоящий из диполей, резонирующих на этой частоте. Остальные диполи выполняют роль пассивных элементов, направляющих излучение.

Конструкция

Типичная логопериодическая антенна состоит из следующих основных элементов:

• Линия передачи: Обычно это коаксиальный кабель или полосковая линия, соединяющая диполи.
• Диполи: Металлические стержни, расположенные вдоль линии передачи и служащие излучающими элементами. Их длина и расстояние между ними увеличиваются в логарифмическом масштабе.
• Бум: Конструкция, поддерживающая диполи и линию передачи.

Характеристики логопериодических антенн

Логопериодические антенны обладают рядом преимуществ, которые делают их популярными в различных приложениях:

• Широкополосность: Способность эффективно работать в широком диапазоне частот.
• Стабильные характеристики: Входной импеданс, коэффициент усиления и диаграмма направленности относительно стабильны во всем рабочем диапазоне частот.
• Простота конструкции: Относительно простая конструкция, что облегчает изготовление и настройку.
• Направленность: Обычно имеют однонаправленную диаграмму направленности, что позволяет концентрировать энергию в определенном направлении.

Основные технические характеристики логопериодических антенн:

• Рабочий диапазон частот: Диапазон частот, в котором антенна обеспечивает приемлемые характеристики.
• Коэффициент усиления: Отношение мощности, излучаемой антенной в определенном направлении, к мощности, излучаемой изотропной антенной.
• Входной импеданс: Сопротивление, которое антенна представляет для источника сигнала. Обычно составляет 50 или 75 Ом.
• Коэффициент стоячей волны (КСВ): Мера согласования антенны с линией передачи. Чем ниже КСВ, тем лучше согласование.
• Диаграмма направленности: Графическое представление излучения антенны в пространстве.

Применение логопериодических антенн

Логопериодические антенны широко используются в различных областях:

• Телевидение: Прием телевизионных сигналов в широком диапазоне частот.
• Радиосвязь: Использование в базовых станциях сотовой связи и других системах радиосвязи.
• Радиомониторинг: Обнаружение и анализ радиосигналов в широком диапазоне частот.
• Измерительное оборудование: Использование в качестве измерительных антенн для определения характеристик других антенн и радиооборудования.
• Любительское радио: Популярный выбор для радиолюбителей благодаря своей широкополосности и простоте конструкции.

Выбор логопериодической антенны

При выборе логопериодической антенны необходимо учитывать следующие факторы:

• Рабочий диапазон частот: Антенна должна охватывать необходимые частоты.
• Коэффициент усиления: Достаточный для обеспечения необходимого уровня сигнала.
• Входной импеданс: Должен соответствовать импедансу используемого оборудования.
• Условия эксплуатации: Антенна должна быть устойчива к воздействию окружающей среды (ветер, дождь, солнце).
• Размеры и вес: Важны для портативных и мобильных приложений.

Некоторые производители предлагают логопериодические антенны с различными характеристиками и ценами. Важно выбрать антенну, соответствующую вашим потребностям и бюджету.

Преимущества и недостатки логопериодических антенн

Как и любая другая технология, логопериодические антенны имеют свои преимущества и недостатки.

Преимущества:

• Широкий диапазон частот: Это их основное преимущество, позволяющее использовать одну антенну для различных частотных диапазонов.
• Стабильные характеристики: Обеспечивают предсказуемую работу в широком диапазоне частот.
• Относительно простая конструкция: Облегчает изготовление и настройку.

Недостатки:

• Размеры: Для работы на низких частотах требуются большие размеры.
• Коэффициент усиления: Может быть ниже, чем у узкополосных антенн.
• Боковые лепестки: Могут иметь относительно большие боковые лепестки в диаграмме направленности, что может приводить к помехам.

Примеры логопериодических антенн

Существует множество различных моделей логопериодических антенн, предназначенных для различных приложений. Вот несколько примеров:

• Широкополосная логопериодическая антенна для телевидения: Предназначена для приема телевизионных сигналов в диапазоне VHF и UHF.
• Логопериодическая антенна для радиомониторинга: Используется для обнаружения и анализа радиосигналов в широком диапазоне частот.
• Портативная логопериодическая антенна: Предназначена для использования в мобильных приложениях.

Технические характеристики и сравнение с другими типами антенн

Сравнение логопериодической антенны с другими типами антенн, такими как дипольная и яги-антенна, в таблице:

Заключение

Логопериодическая антенна - это универсальное решение для широкого спектра задач, требующих широкополосной работы. При выборе подходящей модели важно учитывать требуемый частотный диапазон, усиление и условия эксплуатации. Обратитесь к специалистам ООО Мяньян Осюнь Информационная Индустрия для подбора оптимального решения для ваших нужд.

Источники:

1. Balmain, K. G. 'Log-periodic antennas.' *Antennas*. John Wiley & Sons, 2008. 535-571.
2. Stutzman, Warren L., and Gary A. Thiele. *Antenna theory and design*. John Wiley & Sons, 2012.