Log-periodinen antenni on laajakaistainen antenni, jonka toimintaperiaate perustuu resonanssiin ja log-periodiseen rakenteeseen. Tässä artikkelissa esitellään log-periodisia antenneja kolmesta näkökulmasta: historia, toimintaperiaate ja log-periodisten antennien edut.

Log-periodisten antennien historia

Log-periodinen antenni on laajakaistainen antenni, jonka rakenne perustuu log-periodiseen rakenteeseen. Log-periodisten antennien historia ulottuu 1950-luvulle.

Log-periodinen antenni keksittiin ensimmäisen kerran vuonna 1957 amerikkalaisten insinöörien Dwight Isbellin ja Raymond DuHamelin toimesta. Bell Labsissa tekemänsä tutkimuksen aikana he suunnittelivat laajakaista-antennin, joka pystyy kattamaan useita taajuuskaistoja. Tämä antennirakenne käyttää log-periodista geometriaa, joka antaa sille samanlaiset säteilyominaisuudet koko taajuusalueella.

Seuraavien vuosikymmenten aikana logaritmisesti periodisia antenneja on käytetty ja tutkittu laajalti. Niitä käytetään esimerkiksi langattomassa viestinnässä, televisio- ja radiovastaanotossa, tutkajärjestelmissä, radiomittauksissa ja tieteellisessä tutkimuksessa. Logaritmisesti periodisten antennien laajakaistaiset ominaisuudet mahdollistavat niiden kattamisen useilla taajuusalueilla, mikä vähentää taajuuden vaihtamisen ja antennin vaihtamisen tarvetta sekä parantaa järjestelmän joustavuutta ja tehokkuutta.

Logaritmisesti periodisen antennin toimintaperiaate perustuu sen erityiseen rakenteeseen. Se koostuu sarjasta vuorottelevia metallilevyjä, joiden pituus ja etäisyys toisistaan kasvavat logaritmisen periodin mukaisesti. Tämä rakenne saa antennin tuottamaan vaihe-eroja eri taajuuksilla, jolloin saavutetaan laajakaistainen säteily.

Teknologian kehittyessä log-periodisten antennien suunnittelu- ja valmistusmenetelmät ovat parantuneet. Nykyaikaisissa log-periodisissa antenneissa käytetään edistyneitä materiaaleja ja valmistusprosesseja antennin suorituskyvyn ja luotettavuuden parantamiseksi.

Sen toimintaperiaate voidaan lyhyesti kuvata seuraavasti

1. Resonanssiperiaate: Logaritmisesti periodisen antennin suunnittelu perustuu resonanssiperiaatteeseen. Tietyllä taajuudella antennin rakenne muodostaa resonanssisilmukan, jonka avulla antenni voi tehokkaasti vastaanottaa ja säteillä sähkömagneettisia aaltoja. Metallilevyjen pituuden ja etäisyyden tarkan suunnittelun ansiosta logaritmisesti periodiset antennit voivat toimia useilla resonanssitaajuusalueilla.

2. Vaihe-ero: Metallikappaleen pituuden ja log-periodisen antennin etäisyyden log-periodinen suhde aiheuttaa sen, että jokainen metallikappale tuottaa vaihe-eron eri taajuuksilla. Tämä vaihe-ero johtaa antennin resonanssikäyttäytymiseen eri taajuuksilla, mikä mahdollistaa laajakaistaisen toiminnan. Lyhyemmät metallikappaleet toimivat korkeammilla taajuuksilla, kun taas pidemmät metallikappaleet toimivat alemmilla taajuuksilla.

3. Säteen skannaus: Logaritmisesti periodisen antennin rakenne antaa sille erilaiset säteilyominaisuudet eri taajuuksilla. Taajuuden muuttuessa myös antennin säteilysuunta ja säteen leveys muuttuvat. Tämä tarkoittaa, että logaritmisesti periodiset antennit voivat skannata ja säätää säteitä laajalla taajuuskaistalla.

Log-periodisten antennien edut

1. Laajakaistan ominaisuudet: Log-periodinen antenni on laajakaistainen antenni, joka voi kattaa useita taajuuskaistoja. Sen log-periodinen rakenne mahdollistaa antennin samanlaiset säteilyominaisuudet koko taajuusalueella, mikä poistaa taajuuden vaihtamisen tai antennin vaihtamisen tarpeen ja parantaa järjestelmän joustavuutta ja tehokkuutta.

2. Suuri vahvistus ja säteilytehokkuus: Log-periodisilla antenneilla on yleensä suuri vahvistus ja säteilytehokkuus. Niiden rakenne mahdollistaa resonanssin useilla taajuusalueilla, mikä tarjoaa vahvan säteily- ja vastaanottokyvyn.

3. Suuntaavuuden hallinta: Log-periodiset antennit ovat yleensä suuntaavia, eli niillä on voimakkaampi säteily- tai vastaanottokyky tietyissä suunnissa. Tämä tekee log-periodisista antenneista sopivia sovelluksiin, jotka vaativat tiettyä säteilyn suuntaavuutta, kuten viestintä, tutka jne.

4. Yksinkertaista järjestelmäsuunnittelua: Koska log-periodiset antennit voivat kattaa laajan taajuusalueen, järjestelmäsuunnittelua voidaan yksinkertaistaa ja antennien määrää vähentää. Tämä auttaa vähentämään järjestelmän kustannuksia, vähentämään monimutkaisuutta ja parantamaan luotettavuutta.

5. Häiriönsietokyky: Log-periodisella antennilla on hyvä häiriönsietokyky laajalla taajuuskaistalla. Sen rakenne mahdollistaa antennin paremman suodatuksen pois ei-toivotut taajuussignaalit ja parantaa järjestelmän häiriönsietokykyä.

Lyhyesti sanottuna, suunnittelemalla metallilevyjen pituus ja väli tarkasti, logaritmisesti periodinen antenni voi toimia useilla resonanssitaajuusalueilla, ja sillä on laajakaistaiset ominaisuudet, korkea vahvistus ja säteilytehokkuus, suuntaavuuden hallinta, yksinkertaistettu järjestelmäsuunnittelu ja häiriöidenesto. Tämä tekee logaritmisista periodisista antenneista laajalti käytettyjä langattomassa viestinnässä, tutkassa, tieteellisessä tutkimuksessa ja muilla aloilla.