Η log-periodic κεραία είναι μια κεραία ευρείας ζώνης της οποίας η αρχή λειτουργίας βασίζεται στον συντονισμό και την log-periodic δομή.Αυτό το άρθρο θα σας παρουσιάσει επίσης τις log-periodic κεραίες από τρεις πτυχές: το ιστορικό, την αρχή λειτουργίας και τα πλεονεκτήματα των log-periodic κεραιών.

Η ιστορία των log-περιοδικών κεραιών

Η log-periodic antenna είναι μια κεραία ευρείας ζώνης της οποίας ο σχεδιασμός βασίζεται σε log-periodic δομή.Η ιστορία των log-periodic κεραιών χρονολογείται από τη δεκαετία του 1950.

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

Τις επόμενες δεκαετίες, οι log-periodic κεραίες έχουν χρησιμοποιηθεί και μελετηθεί ευρέως.Χρησιμοποιούνται σε τομείς όπως ασύρματες επικοινωνίες, λήψη τηλεόρασης και ραδιοφώνου, συστήματα ραντάρ, ραδιομετρήσεις και επιστημονική έρευνα.Τα χαρακτηριστικά ευρείας ζώνης των log-periodic κεραιών τους επιτρέπουν να καλύπτουν πολλαπλές ζώνες συχνοτήτων, μειώνοντας την ανάγκη για εναλλαγή συχνοτήτων και αντικατάσταση κεραιών και βελτιώνοντας την ευελιξία και την απόδοση του συστήματος.

Η αρχή λειτουργίας της log-περιοδικής κεραίας βασίζεται στην ειδική δομή της.Αποτελείται από μια σειρά από εναλλασσόμενες μεταλλικές πλάκες, καθεμία από τις οποίες αυξάνεται σε μήκος και απόσταση σύμφωνα με μια λογαριθμική περίοδο.Αυτή η δομή αναγκάζει την κεραία να παράγει διαφορές φάσης σε διαφορετικές συχνότητες, επιτυγχάνοντας έτσι ακτινοβολία ευρείας ζώνης.

Καθώς η τεχνολογία προχωρά, οι μέθοδοι σχεδιασμού και κατασκευής ημερολογιακών περιοδικών κεραιών έχουν βελτιωθεί.Οι σύγχρονες log-periodic κεραίες χρησιμοποιούν προηγμένα υλικά και διαδικασίες κατασκευής για να βελτιώσουν την απόδοση και την αξιοπιστία της κεραίας.

Η αρχή λειτουργίας του μπορεί να περιγραφεί εν συντομία ως εξής

1. Αρχή συντονισμού: Ο σχεδιασμός της log-περιοδικής κεραίας βασίζεται στην αρχή του συντονισμού.Σε μια συγκεκριμένη συχνότητα, η δομή της κεραίας θα σχηματίσει έναν βρόχο συντονισμού, επιτρέποντας στην κεραία να λαμβάνει και να εκπέμπει αποτελεσματικά ηλεκτρομαγνητικά κύματα.Με τον ακριβή σχεδιασμό του μήκους και της απόστασης των μεταλλικών φύλλων, οι log-periodic κεραίες μπορούν να λειτουργούν σε πολλαπλές περιοχές συχνοτήτων συντονισμού.

2. Διαφορά φάσης: Η λογαριθμική περιοδική αναλογία του μήκους του μεταλλικού τεμαχίου και της απόστασης της log-περιοδικής κεραίας αναγκάζει κάθε μεταλλικό κομμάτι να παράγει μια διαφορά φάσης σε διαφορετικές συχνότητες.Αυτή η διαφορά φάσης οδηγεί στη συμπεριφορά συντονισμού της κεραίας σε διαφορετικές συχνότητες, επιτρέποντας έτσι τη λειτουργία ευρείας ζώνης.Κοντότερα κομμάτια μετάλλου δρουν σε υψηλότερες συχνότητες, ενώ μακρύτερα κομμάτια μετάλλου δρουν σε χαμηλότερες συχνότητες.

3. Σάρωση δέσμης: Η δομή της log-periodic κεραίας την κάνει να έχει διαφορετικά 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 ημερολογιακές περιοδικές κεραίες μπορούν να σαρώσουν και να προσαρμόσουν τις δέσμες σε μια ευρεία ζώνη συχνοτήτων.

Πλεονεκτήματα των log-περιοδικών κεραιών

1. Χαρακτηριστικά ευρυζωνικότητας: Η log-periodic κεραία είναι μια κεραία ευρείας ζώνης που μπορεί να καλύψει πολλαπλές ζώνες συχνοτήτων.Η log-periodic δομή της επιτρέπει στην κεραία να έχει παρόμοια χαρακτηριστικά ακτινοβολίας σε όλο το εύρος συχνοτήτων, εξαλείφοντας την ανάγκη για εναλλαγή συχνότητας ή αντικατάσταση κεραίας, βελτιώνοντας την ευελιξία και την απόδοση του συστήματος.

2. Υψηλό κέρδος και απόδοση ακτινοβολίας: Οι log-periodic κεραίες έχουν συνήθως υψηλό κέρδος και απόδοση ακτινοβολίας.Η δομή του επιτρέπει συντονισμό σε πολλαπλά εύρη συχνοτήτων, παρέχοντας ισχυρές δυνατότητες ακτινοβολίας και λήψης.

3. Έλεγχος κατευθυντικότητας: Οι log-periodic κεραίες είναι συνήθως κατευθυντικές, δηλαδή έχουν ισχυρότερη ακτινοβολία ή δυνατότητες λήψης σε ορισμένες κατευθύνσεις.Αυτό καθιστά τις log-periodic κεραίες κατάλληλες για εφαρμογές που απαιτούν ειδική κατευθυντικότητα ακτινοβολίας, όπως επικοινωνίες, ραντάρ κ.λπ.

4. Απλοποίηση του σχεδιασμού του συστήματος: Εφόσον οι ημερολογιακές-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 log-periodic κεραία έχει καλή απόδοση κατά των παρεμβολών σε μια ευρεία ζώνη συχνοτήτων.Η δομή του 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 log-periodic κεραία μπορεί να λειτουργήσει σε πολλαπλά εύρη συχνοτήτων συντονισμού, με χαρακτηριστικά ευρείας ζώνης, υψηλή απόδοση κέρδους και ακτινοβολίας, έλεγχο κατευθυντικότητας, απλοποιημένο σχεδιασμό συστήματος και κατά των παρεμβολών .πλεονεκτήματα απόδοσης.Αυτό κάνει τις λογαριθμικές περιοδικές κεραίες να χρησιμοποιούνται ευρέως σε ασύρματες επικοινωνίες, ραντάρ, επιστημονική έρευνα και άλλα πεδία.