Logaritmicko-periodická anténa je širokopásmová anténa, jejíž princip fungování je založen na rezonanci a logaritmicko-periodické struktuře. Tento článek vás také seznámí s logaritmicko-periodickými anténami ze tří hledisek: historie, princip fungování a výhody logaritmicko-periodických antén.

Historie logaritmicko-periodických antén

Logaritmicko-periodická anténa je širokopásmová anténa, jejíž konstrukce je založena na logaritmicko-periodické struktuře. Historie logaritmicko-periodických antén sahá až do 50. let 20. století.

Logaritmicko-periodická anténa byla poprvé vynalezena v roce 1957 americkými inženýry Dwightem Isbellem a Raymondem DuHamelem. Během výzkumu v Bellových laboratořích navrhli širokopásmovou anténu schopnou pokrývat více frekvenčních pásem. Tato konstrukce antény využívá logaritmicko-periodickou geometrii, která jí dává podobné vyzařovací vlastnosti v celém frekvenčním rozsahu.

V následujících desetiletích byly logaritmicky periodické antény široce používány a studovány. Používají se v oblastech, jako je bezdrátová komunikace, televizní a rozhlasový příjem, radarové systémy, rádiová měření a vědecký výzkum. Širokopásmové vlastnosti logaritmicky periodických antén jim umožňují pokrýt více frekvenčních pásem, což snižuje potřebu přepínání frekvencí a výměny antén a zlepšuje flexibilitu a efektivitu systému.

Princip fungování logaritmicko-periodické antény je založen na její speciální struktuře. Skládá se ze série střídajících se kovových desek, z nichž každá se zvětšuje na délce a rozestupu podle logaritmické periody. Tato struktura způsobuje, že anténa vytváří fázové rozdíly na různých frekvencích, čímž dosahuje širokopásmového vyzařování.

S technologickým pokrokem se zlepšily i metody návrhu a výroby logaritmicko-periodických antén. Moderní logaritmicko-periodické antény využívají pokročilé materiály a výrobní procesy ke zlepšení výkonu a spolehlivosti antény.

Jeho princip fungování lze stručně popsat následovně

1. Princip rezonance: Konstrukce logaritmicko-periodické antény je založena na principu rezonance. Na určité frekvenci vytvoří struktura antény rezonanční smyčku, která umožňuje anténě efektivně přijímat a vyzařovat elektromagnetické vlny. Přesným návrhem délky a rozteče kovových plechů mohou logaritmicko-periodické antény pracovat v několika rezonančních frekvenčních rozsazích.

2. Fázový rozdíl: Logaritmicko-periodický poměr délky kovového kusu a rozteče logaritmicko-periodické antény způsobuje, že každý kovový kus vytváří fázový rozdíl na různých frekvencích. Tento fázový rozdíl vede k rezonančnímu chování antény na různých frekvencích, což umožňuje širokopásmový provoz. Kratší kovové kusy působí na vyšších frekvencích, zatímco delší kovové kusy působí na nižších frekvencích.

3. Skenování paprsku: Struktura logaritmicko-periodické antény jí umožňuje různé vyzařovací charakteristiky na různých frekvencích. Se změnou frekvence se mění i směr vyzařování a šířka paprsku antény. To znamená, že logaritmicko-periodické antény mohou skenovat a upravovat paprsky v širokém frekvenčním pásmu.

Výhody logaritmicko-periodických antén

1. Širokopásmové charakteristiky: Logaritmicko-periodická anténa je širokopásmová anténa, která dokáže pokrýt více frekvenčních pásem. Její logaritmicko-periodická struktura umožňuje anténě mít podobné vyzařovací charakteristiky v celém frekvenčním rozsahu, čímž eliminuje potřebu přepínání frekvencí nebo výměny antény a zlepšuje flexibilitu a účinnost systému.

2. Vysoký zisk a vyzařovací účinnost: Logaritmicko-periodické antény mají obvykle vysoký zisk a vyzařovací účinnost. Jejich struktura umožňuje rezonanci v různých frekvenčních rozsazích, což zajišťuje silné vyzařování a příjem.

3. Řízení směrovosti: Logaritmicko-periodické antény jsou obvykle směrové, tj. mají silnější vyzařovací nebo příjmové schopnosti v určitých směrech. Díky tomu jsou logaritmicko-periodické antény vhodné pro aplikace vyžadující specifickou směrovost vyzařování, jako je komunikace, radar atd.

4. Zjednodušení návrhu systému: Vzhledem k tomu, že logaritmicky periodické antény mohou pokrývat široký frekvenční rozsah, lze zjednodušit návrh systému a snížit počet antén. To pomáhá snížit náklady na systém, snížit složitost a zvýšit spolehlivost.

5. Odolnost proti rušení: Logaritmicko-periodická anténa má dobrou odolnost proti rušení v širokém frekvenčním pásmu. Její konstrukce umožňuje anténě lépe filtrovat nežádoucí frekvenční signály a zlepšit odolnost systému vůči rušení.

Stručně řečeno, díky přesnému návrhu délky a rozteče kovových plechů může logaritmicky periodická anténa pracovat v několika rezonančních frekvenčních rozsazích s širokopásmovými charakteristikami, vysokým ziskem a vyzařovací účinností, řízením směrovosti, zjednodušeným návrhem systému a výhodami z hlediska výkonu. Díky tomu se logaritmicky periodické antény široce používají v bezdrátové komunikaci, radaru, vědeckém výzkumu a dalších oblastech.