Den logperiodiska antennen är en bredbandsantenn vars arbetsprincip är baserad på resonans och logperiodisk struktur. Den här artikeln kommer också att introducera dig till logperiodiska antenner ur tre aspekter: historien, arbetsprincipen och fördelarna med logperiodiska antenner.

Historien om logperiodiska antenner

En logaritmisk periodisk antenn är en bredbandsantenn vars design är baserad på en logaritmisk periodisk struktur. Historien om logaritmiska antenner går tillbaka till 1950-talet.

Den logperiodiska antennen uppfanns första gången 1957 av de amerikanska ingenjörerna Dwight Isbell och Raymond DuHamel. Under sin forskning på Bell Labs konstruerade de en bredbandsantenn som kunde täcka flera frekvensband. Denna antennstruktur använder en logperiodisk geometri, vilket ger den liknande strålningsegenskaper över hela frekvensområdet.

Under de följande decennierna har logperiodiska antenner använts och studerats i stor utsträckning. De används inom områden som trådlös kommunikation, TV- och radiomottagning, radarsystem, radiomätningar och vetenskaplig forskning. Bredbandsegenskaperna hos logperiodiska antenner gör det möjligt för dem att täcka flera frekvensband, vilket minskar behovet av frekvensomkoppling och antennbyte, och förbättrar systemets flexibilitet och effektivitet.

Funktionsprincipen för en logaritmisk periodisk antenn är baserad på dess speciella struktur. Den består av en serie alternerande metallplattor, som var och en ökar i längd och avstånd enligt en logaritmisk period. Denna struktur gör att antennen producerar fasskillnader vid olika frekvenser, vilket uppnår bredbandig strålning.

I takt med att tekniken utvecklas har design- och tillverkningsmetoderna för logperiodiska antenner förbättrats. Moderna logperiodiska antenner använder avancerade material och tillverkningsprocesser för att förbättra antennens prestanda och tillförlitlighet.

Dess arbetsprincip kan kortfattat beskrivas enligt följande

1. Resonansprincip: Utformningen av log-periodiska antenner är baserad på resonansprincipen. Vid en specifik frekvens bildar antennens struktur en resonansslinga, vilket gör att antennen effektivt kan ta emot och utstråla elektromagnetiska vågor. Genom att exakt utforma längden och avståndet mellan metallplåtarna kan log-periodiska antenner arbeta i flera resonanta frekvensområden.

2. Fasskillnad: Det logaritmiska förhållandet mellan metallbitens längd och avståndet mellan den logaritmiska antennen gör att varje metallbit producerar en fasskillnad vid olika frekvenser. Denna fasskillnad leder till antennens resonanta beteende vid olika frekvenser, vilket möjliggör bredbandsdrift. Kortare metallbitar verkar vid högre frekvenser, medan längre metallbitar verkar vid lägre frekvenser.

3. Strålskanning: Strukturen hos den logaritmiska antennen gör att den har olika strålningsegenskaper vid olika frekvenser. När frekvensen ändras ändras även antennens strålningsriktning och strålbredd. Detta innebär att logaritmiska antenner kan skanna och justera strålar över ett brett frekvensband.

Fördelar med logperiodiska antenner

1. Bredbandsegenskaper: En logperiodisk antenn är en bredbandsantenn som kan täcka flera frekvensband. Dess logperiodiska struktur gör att antennen kan ha liknande strålningsegenskaper över hela frekvensområdet, vilket eliminerar behovet av frekvensomkoppling eller antennbyte, vilket förbättrar systemets flexibilitet och effektivitet.

2. Hög förstärkning och strålningseffektivitet: Logperiodiska antenner har vanligtvis hög förstärkning och strålningseffektivitet. Dess struktur möjliggör resonans i flera frekvensområden, vilket ger stark strålnings- och mottagningskapacitet.

3. Riktningsreglering: Logperiodiska antenner är vanligtvis riktade, det vill säga de har starkare strålnings- eller mottagningskapacitet i vissa riktningar. Detta gör logperiodiska antenner lämpliga för tillämpningar som kräver specifik strålningsriktning, såsom kommunikation, radar etc.

4. Förenkla systemdesignen: Eftersom logperiodiska antenner kan täcka ett brett frekvensområde kan systemdesignen förenklas och antalet antenner kan minskas. Detta bidrar till att minska systemkostnaderna, minska komplexiteten och förbättra tillförlitligheten.

5. Störningsmotstånd: Logperiodisk antenn har god störningsmotståndsförmåga i ett brett frekvensband. Dess struktur gör att antennen bättre kan filtrera bort oönskade frekvenssignaler och förbättra systemets motståndskraft mot störningar.

Kort sagt, genom att noggrant utforma längden och avståndet mellan metallplåtarna kan den logaritmiska periodiska antennen arbeta i flera resonansfrekvensområden, med bredbandiga egenskaper, hög förstärkning och strålningseffektivitet, riktningskontroll, förenklad systemdesign och prestandafördelar mot störningar. Detta gör logaritmiska periodiska antenner till en flitigt användande antenn inom trådlös kommunikation, radar, vetenskaplig forskning och andra områden.