Η λογαριθμικά περιοδική κεραία είναι μια κεραία ευρείας ζώνης της οποίας η αρχή λειτουργίας βασίζεται στον συντονισμό και τη λογαριθμικά περιοδική δομή. Αυτό το άρθρο θα σας παρουσιάσει επίσης τις λογαριθμικά περιοδικές κεραίες από τρεις πτυχές: την ιστορία, την αρχή λειτουργίας και τα πλεονεκτήματα των λογαριθμικά περιοδικών κεραιών.

Η ιστορία των λογαριθμικά περιοδικών κεραιών

Η λογαριθμικά περιοδική κεραία είναι μια κεραία ευρείας ζώνης της οποίας ο σχεδιασμός βασίζεται σε λογαριθμικά περιοδική δομή. Η ιστορία των λογαριθμικά περιοδικών κεραιών χρονολογείται από τη δεκαετία του 1950.

Η λογαριθμικά περιοδική κεραία εφευρέθηκε για πρώτη φορά το 1957 από τους Αμερικανούς μηχανικούς Dwight Isbell και Raymond DuHamel. Κατά τη διάρκεια έρευνας στα Bell Labs, σχεδίασαν μια κεραία ευρείας ζώνης ικανή να καλύπτει πολλαπλές ζώνες συχνοτήτων. Αυτή η δομή κεραίας χρησιμοποιεί λογαριθμικά περιοδική γεωμετρία, η οποία της προσδίδει παρόμοια χαρακτηριστικά ακτινοβολίας σε ολόκληρο το εύρος συχνοτήτων.

Τις επόμενες δεκαετίες, οι λογαριθμικά περιοδικές κεραίες έχουν χρησιμοποιηθεί και μελετηθεί ευρέως. Χρησιμοποιούνται σε τομείς όπως οι ασύρματες επικοινωνίες, η τηλεοπτική και ραδιοφωνική λήψη, τα συστήματα ραντάρ, οι ραδιομετρήσεις και η επιστημονική έρευνα. Τα χαρακτηριστικά ευρείας ζώνης των λογαριθμικά περιοδικών κεραιών τους επιτρέπουν να καλύπτουν πολλαπλές ζώνες συχνοτήτων, μειώνοντας την ανάγκη για εναλλαγή συχνότητας και αντικατάσταση κεραίας, και βελτιώνοντας την ευελιξία και την αποδοτικότητα του συστήματος.

Η αρχή λειτουργίας μιας λογαριθμικά περιοδικής κεραίας βασίζεται στην ειδική δομή της. Αποτελείται από μια σειρά εναλλασσόμενων μεταλλικών πλακών, καθεμία από τις οποίες αυξάνεται σε μήκος και απόσταση σύμφωνα με μια λογαριθμική περίοδο. Αυτή η δομή προκαλεί την παραγωγή διαφορών φάσης από την κεραία σε διαφορετικές συχνότητες, επιτυγχάνοντας έτσι ευρυζωνική ακτινοβολία.

Καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται, οι μέθοδοι σχεδιασμού και κατασκευής των λογαριθμικά περιοδικών κεραιών έχουν βελτιωθεί. Οι σύγχρονες λογαριθμικά περιοδικές κεραίες χρησιμοποιούν προηγμένα υλικά και διαδικασίες κατασκευής για τη βελτίωση της απόδοσης και της αξιοπιστίας της κεραίας.

Η αρχή λειτουργίας του μπορεί να περιγραφεί συνοπτικά ως εξής

1. Αρχή συντονισμού: Ο σχεδιασμός μιας λογαριθμικά περιοδικής κεραίας βασίζεται στην αρχή του συντονισμού. Σε μια συγκεκριμένη συχνότητα, η δομή της κεραίας θα σχηματίσει έναν βρόχο συντονισμού, επιτρέποντάς της να λαμβάνει και να εκπέμπει αποτελεσματικά ηλεκτρομαγνητικά κύματα. Σχεδιάζοντας με ακρίβεια το μήκος και την απόσταση των μεταλλικών φύλλων, οι λογαριθμικά περιοδικές κεραίες μπορούν να λειτουργούν σε πολλαπλές περιοχές συχνοτήτων συντονισμού.

2. Διαφορά φάσης: Η λογαριθμικά περιοδική αναλογία του μήκους του μεταλλικού τεμαχίου και της απόστασης της λογαριθμικά περιοδικής κεραίας προκαλεί την παραγωγή διαφοράς φάσης σε διαφορετικές συχνότητες από κάθε μεταλλικό τεμάχιο. Αυτή η διαφορά φάσης οδηγεί στη συντονισμένη συμπεριφορά της κεραίας σε διαφορετικές συχνότητες, επιτρέποντας έτσι τη λειτουργία ευρείας ζώνης. Τα μικρότερα μεταλλικά τεμάχια δρουν σε υψηλότερες συχνότητες, ενώ τα μεγαλύτερα μεταλλικά τεμάχια δρουν σε χαμηλότερες συχνότητες.

3. Σάρωση δέσμης: Η δομή της λογαριθμικά περιοδικής κεραίας την καθιστά διαφορετική όσον αφορά τα χαρακτηριστικά ακτινοβολίας σε διαφορετικές συχνότητες. Καθώς αλλάζει η συχνότητα, αλλάζει και η κατεύθυνση ακτινοβολίας και το πλάτος της δέσμης της κεραίας. Αυτό σημαίνει ότι οι λογαριθμικά περιοδικές κεραίες μπορούν να σαρώνουν και να προσαρμόζουν τις δέσμες σε μια ευρεία ζώνη συχνοτήτων.

Πλεονεκτήματα των λογαριθμικά περιοδικών κεραιών

1. Χαρακτηριστικά ευρείας ζώνης: Η λογαριθμικά περιοδική κεραία είναι μια κεραία ευρείας ζώνης που μπορεί να καλύψει πολλαπλές ζώνες συχνοτήτων. Η λογαριθμικά περιοδική δομή της επιτρέπει στην κεραία να έχει παρόμοια χαρακτηριστικά ακτινοβολίας σε ολόκληρο το εύρος συχνοτήτων, εξαλείφοντας την ανάγκη για αλλαγή συχνότητας ή αντικατάσταση κεραίας, βελτιώνοντας την ευελιξία και την αποδοτικότητα του συστήματος.

2. Υψηλή απολαβή και απόδοση ακτινοβολίας: Οι λογαριθμικά περιοδικές κεραίες έχουν συνήθως υψηλή απολαβή και απόδοση ακτινοβολίας. Η δομή τους επιτρέπει τον συντονισμό σε πολλαπλές περιοχές συχνοτήτων, παρέχοντας ισχυρές δυνατότητες ακτινοβολίας και λήψης.

3. Έλεγχος κατευθυντικότητας: Οι λογαριθμικά περιοδικές κεραίες είναι συνήθως κατευθυντικές, δηλαδή έχουν ισχυρότερες δυνατότητες ακτινοβολίας ή λήψης σε ορισμένες κατευθύνσεις. Αυτό καθιστά τις λογαριθμικά περιοδικές κεραίες κατάλληλες για εφαρμογές που απαιτούν συγκεκριμένη κατευθυντικότητα ακτινοβολίας, όπως οι επικοινωνίες, τα ραντάρ κ.λπ.

4. Απλοποίηση του σχεδιασμού του συστήματος: Δεδομένου ότι οι λογαριθμικά περιοδικές κεραίες μπορούν να καλύψουν ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων, ο σχεδιασμός του συστήματος μπορεί να απλοποιηθεί και ο αριθμός των κεραιών μπορεί να μειωθεί. Αυτό βοηθά στη μείωση του κόστους του συστήματος, στη μείωση της πολυπλοκότητας και στη βελτίωση της αξιοπιστίας.

5. Απόδοση κατά των παρεμβολών: Η λογαριθμικά περιοδική κεραία έχει καλή απόδοση κατά των παρεμβολών σε ευρεία ζώνη συχνοτήτων. Η δομή της επιτρέπει στην κεραία να φιλτράρει καλύτερα τα ανεπιθύμητα σήματα συχνότητας και να βελτιώνει την αντίσταση του συστήματος στις παρεμβολές.

Εν ολίγοις, σχεδιάζοντας με ακρίβεια το μήκος και την απόσταση των μεταλλικών φύλλων, η λογαριθμική περιοδική κεραία μπορεί να λειτουργήσει σε πολλαπλές περιοχές συντονισμού συχνοτήτων, με χαρακτηριστικά ευρείας ζώνης, υψηλή απόδοση κέρδους και ακτινοβολίας, έλεγχο κατευθυντικότητας, απλοποιημένο σχεδιασμό συστήματος και πλεονεκτήματα απόδοσης κατά των παρεμβολών. Αυτό καθιστά τις λογαριθμικές περιοδικές κεραίες ευρέως χρησιμοποιούμενες σε ασύρματες επικοινωνίες, ραντάρ, επιστημονική έρευνα και άλλους τομείς.