Den log-periodiske antenne er en bredbåndsantenne, hvis arbejdsprincip er baseret på resonans og log-periodisk struktur. Denne artikel vil også introducere dig til log-periodiske antenner ud fra tre aspekter: historien, arbejdsprincippet og fordelene ved log-periodiske antenner.

Historien om log-periodiske antenner

En log-periodisk antenne er en bredbåndsantenne, hvis design er baseret på en log-periodisk struktur. Historien om log-periodiske antenner går tilbage til 1950'erne.

Den log-periodiske antenne blev først opfundet i 1957 af de amerikanske ingeniører Dwight Isbell og Raymond DuHamel. Mens de udførte forskning på Bell Labs, designede de en bredbåndsantenne, der er i stand til at dække flere frekvensbånd. Denne antennestruktur bruger en log-periodisk geometri, hvilket giver den lignende strålingsegenskaber over hele frekvensområdet.

I de følgende årtier er log-periodiske antenner blevet brugt og studeret i vid udstrækning. De bruges inden for områder som trådløs kommunikation, tv- og radiomodtagelse, radarsystemer, radiomålinger og videnskabelig forskning. Bredbåndskarakteristikaene ved log-periodiske antenner gør det muligt for dem at dække flere frekvensbånd, hvilket reducerer behovet for frekvensskift og antenneudskiftning og forbedrer systemets fleksibilitet og effektivitet.

Funktionsprincippet for en logaritmisk periodisk antenne er baseret på dens særlige struktur. Den består af en række alternerende metalplader, der hver især øges i længde og afstand i henhold til en logaritmisk periode. Denne struktur får antennen til at producere faseforskelle ved forskellige frekvenser og derved opnå bredbåndsstråling.

I takt med at teknologien udvikler sig, er design- og fremstillingsmetoderne for log-periodiske antenner blevet forbedret. Moderne log-periodiske antenner bruger avancerede materialer og fremstillingsprocesser til at forbedre antennens ydeevne og pålidelighed.

Dens arbejdsprincip kan kort beskrives som følger

1. Resonansprincip: Designet af log-periodiske antenner er baseret på resonansprincippet. Ved en specifik frekvens vil antennens struktur danne en resonansløjfe, der gør det muligt for antennen effektivt at modtage og udstråle elektromagnetiske bølger. Ved præcist at designe længden og afstanden mellem metalpladerne kan log-periodiske antenner fungere i flere resonansfrekvensområder.

2. Faseforskel: Det logaritmiske forhold mellem metalstykkets længde og afstanden mellem den logaritmiske antenne får hvert metalstykke til at producere en faseforskel ved forskellige frekvenser. Denne faseforskel fører til antennens resonante opførsel ved forskellige frekvenser, hvilket muliggør bredbåndsdrift. Kortere metalstykker virker ved højere frekvenser, mens længere metalstykker virker ved lavere frekvenser.

3. Strålescanning: Strukturen af den log-periodiske antenne gør, at den har forskellige strålingskarakteristika ved forskellige frekvenser. Når frekvensen ændrer sig, ændrer antennens strålingsretning og strålebredde sig også. Det betyder, at log-periodiske antenner kan scanne og justere stråler over et bredt frekvensbånd.

Fordele ved log-periodiske antenner

1. Bredbåndskarakteristika: En log-periodisk antenne er en bredbåndsantenne, der kan dække flere frekvensbånd. Dens log-periodiske struktur gør det muligt for antennen at have lignende strålingskarakteristika på tværs af hele frekvensområdet, hvilket eliminerer behovet for frekvensskift eller antenneudskiftning og forbedrer systemets fleksibilitet og effektivitet.

2. Høj forstærknings- og strålingseffektivitet: Log-periodiske antenner har normalt høj forstærknings- og strålingseffektivitet. Deres struktur tillader resonans i flere frekvensområder, hvilket giver stærk stråling og modtagekapacitet.

3. Retningsregulering: Log-periodiske antenner er normalt retningsbestemte, dvs. de har stærkere strålings- eller modtagekapacitet i bestemte retninger. Dette gør log-periodiske antenner velegnede til applikationer, der kræver specifik strålingsretningsregulering, såsom kommunikation, radar osv.

4. Forenkling af systemdesign: Da log-periodiske antenner kan dække et bredt frekvensområde, kan systemdesignet forenkles, og antallet af antenner kan reduceres. Dette er med til at reducere systemomkostninger, reducere kompleksiteten og forbedre pålideligheden.

5. Anti-interferens ydeevne: Log-periodisk antenne har god anti-interferens ydeevne i et bredt frekvensbånd. Dens struktur gør det muligt for antennen bedre at filtrere uønskede frekvenssignaler fra og forbedre systemets modstandsdygtighed over for interferens.

Kort sagt, ved præcist at designe længden og afstanden mellem metalpladerne, kan den logaritmiske periodiske antenne fungere i flere resonansfrekvensområder med bredbåndskarakteristika, høj forstærknings- og strålingseffektivitet, retningskontrol, forenklet systemdesign og anti-interferens ydeevnefordele. Dette gør logaritmiske periodiske antenner til meget udbredte inden for trådløs kommunikation, radar, videnskabelig forskning og andre områder.