Антенна логопериодическая: 4.7. ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ | Техническая библиотека lib.qrz.ru

Содержание

4.7. ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ | Техническая библиотека lib.qrz.ru

4.7. ЛОГОПЕРИОДИЧЕСКИЕ АНТЕННЫ


Направленные свойства большинства антенн изменяются при изменении длины волны принимаемого сигнала. У узкополосных антенн резко падает коэффициент усиления, а у широкополосных его изменение носит монотонный характер. Один из типов антенн с неизменной формой диаграммы направленности в широком диапазоне частот — антенны с логарифмической периодичностью структуры ЛПА. Эти антенны отличаются широким диапазоном: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной превосходит десять. Во всем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным.

Внешний вид ЛПА показан на рис. 4.11,а. Она образована собирательной линией в виде двух труб, расположенных одна над другой, к которым крепятся плечи вибраторов поочередно через один. Схематически такая антенна показана на рис. 4.11,6. Сплошными линиями изображены плечи вибраторов, соединенные с верхней трубой собирательной линии, а штриховой линией — соединенные с нижней трубой. Рабочая полоса частот антенны со стороны наибольших длин волн зависит от размеров наиболее длинного вибратора В1, а со стороны наименьших длин волн — от размера, наиболее короткого вибратора. Вибраторы вписаны в равнобедренный треугольник с углом при вершине а и основанием, равным наибольшему вибратору. Для логарифмической структуры полотна антенны должно быть выполнено определенное соотношение между длинами соседних вибраторов, а также между расстояниями от них до вершины структуры. Это соотношение носит название периода структуры т:


Таким образом, размеры вибраторов и расстояния до них от вершины треугольника уменьшаются в геометрической прогрессии. Характеристики антенны определяются периодом структуры и углом при вершине описанного треугольника. Чем меньше угол а и чем больше период структуры т (который всегда остается меньше единицы), тем больше коэффициент усиления антенны и меньше уровень заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Однако при этом увеличивается число вибраторов структуры, растут габариты и масса антенны. Поэтому при выборе угла и периода структуры приходится принимать компромиссное решение. Наиболее часто угол а выбирают в пределах 30… 60°, а период структуры т -в пределах 0, 7… 0, 9.

Подключение фидера к ЛПА, показанной на рис. 4. 11, а, производится без специального симметрирующего и согласующего устройства следующим образом. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы с конца А и выходит у конца Б. Здесь оплетка кабеля припаивается к концу нижней трубы, а центральная жила — концу верхней трубы. В зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала. Поэтому ЛПА по принципу действия напоминает несколько антенн «Волновой канал», соединенных вместе, каждая из которых содержит вибратор, рефлектор и директор. На данной длине волны сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные настолько расстроены, что не оказывают влияния на работу антенны. Это приводит к тому, что коэффициент усиления ЛПА оказывается меньше, чем коэффициент усиления антенны «Волновой канал» с таким же числом элементов, но зато полоса пропускания получается значительно шире.

Как видно из приведенных конструкций антенн бегущей волны и логопериодических, для достижения широкополосности используется принцип взаимной расстройки элементов антенны подобно тому, как в широкополосных усилителях расширение полосы пропускания достигается взаимной расстройкой контуров. Как для усилителей, так и для антенн можно считать общим принципом постоянство для данной конструкции произведения коэффициента усиления на полосу пропускания. Чем шире полоса пропускания, тем меньше коэффициент усиления при данных габаритах антенны.

В радиолюбительской литературе проводилось много различных вариантов ЛПА. Здесь можно предложить конструкцию ЛПА, рассчитанной на работу в диапазоне 12-метровых каналов, размеры которой сведены в табл. 4. 8.

Таблица 4. 8 Размеры 12-канальной ЛПА, мм


В таблице приводится длина В каждого вибратора в соответствии с рис. 4. 11, 6, а также расстояние от данного вибратора до следующего — А. Собирательная линия образована двумя трубами диаметром 30 мм при расстоянии между осевыми линиями труб 45 мм. Антенна содержит 10 вибраторов (20 половинок), которые выполнены из трубок диаметром 8… 15 мм. Расчет антенны проведен, исходя из значении угла при вершине описанного треугольника а = 45° и периода структуры т = 0, 84. Расчетный коэффициент усиления антенны составляет 6 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на выходе этой антенны в 2 раза по сравнению с полуволновым вибратором. Коэффициент усиления практически не изменяется по диапазону. Длина труб собирательной линий составляет 2900 мм. Трубы немного выступают за точки установки самых коротких полувибраторов. Для обеспечения параллельности труб собирательной линии и их стяжки используют три пары брусков из оргстекла высотой 120 мм, шириной 50 мм и толщиной 25 мм, в которых делаются полуцилиндрические проточки глубиной 14 мм на расстоянии, соответствующем расстоянию между трубами. Каждая пара брусков стягивается винтами с гайками. Среднюю пару этих брусков устанавливают в центре тяжести антенны и крепят к мачте.

Антенна приведенной выше конструкции является плоской. Существуют также объемные конструкции логопериодических антенн, которые характеризуются тем, что трубы собирательной линии не параллельны, а разведены под некоторым углом. Вместо жестких вибраторов полотно антенны может быть выполнено из провода или антенного канатика. Описание конструкций двух таких антенн приводилось в журнале «Радио», 1960 г., № 8, а описание плоской упрощенной проволочной ЛПА — в журнале «Радио», 1963 г., № 5.

Но самая простая логопериодическая антенна может быть быстро выполнена из подручных материалов. Такая антенна показана на рис. 4. 12 и рассчитана на прием телевизионных передач дециметрового диапазона с 24-го по 51-й канал. Несущая конструкция треугольной формы собирается из деревянных брусков квадратного сечения 15х15 мм. Бруски скрепляются между собой треугольными фанерными косынками, прибитыми к брускам с одной стороны треугольника гвоздиками. С другой стороны в бруски 1 и 2 вбиваются гвоздики на расстояниях от точки А, указанных на рисунке. Полотно антенны образуют два куска медного провода 6 диаметром 1-1, 5 мм. Один кусок прямой формы прокладывается по бруску 4 до точки А, а второй, огибая гвоздики зигзагом, припаивается к прямому проводу в точке А и на пересечениях с ним. К вершине треугольника гвоздиками прибивается диск 5 из белой жести диаметром 40 мм с маленьким отверстием в центре. Антенна крепится к мачте из дерева или металла в центре тяжести, лежит в горизонтальной плоскости и вершиной треуголь-



Рис. 4. 12. Логопериодическая антенна ДМВ

ника направлена на передатчик. Полотно антенны располагается на верхней поверхности треугольника. Телевизионный кабель поднимается по мачте, подходит к середине бруска 3, подвязывается к бруску 4 по его нижней поверхности капроновой леской. В вершине треугольника оплетка кабеля припаивается к точке А, а центральная жила — к центру диска.

Антенну можно выполнить комнатной или наружной. В комнатном варианте вместо мачты применяется вертикальная стойка на тяжелой подставке. Антенну в комнате необходимо тщательно ориентировать и подобрать место установки, так как часто, сдвигая антенну, удается значительно улучшить изображение. На равнинной местности такая наружная антенна обеспечивает уверенный прием телепередач на расстоянии до 30 км от телецентра, хотя имеются сообщения телезрителей, принимающих этой антенной дециметровые программы Останкинского телецентра на расстоянии 80 км при хорошем качестве изображения.

Конструкции логопериодических ТВ антенн

Направленные свойства большинства антенн изменяются при изменении длины волны принимаемого сигнала. У узкополосных антенн резко падает коэффициент усиления, а у широкополосных его изменение носит монотонный характер. Один из типов антенн с неизменной формой диаграммы направленности в широком диапазоне частот — антенны с логарифмической периодичностью структуры ЛПА.

Эти антенны отличаются широким диапазоном: отношение максимальной длины волны принимаемого сигнала к минимальной превосходит десять. Во всем диапазоне обеспечивается хорошее согласование антенны с фидером, а коэффициент усиления практически остается постоянным.

Рис. 1. Логопериодическая антенна.

Внешний вид ЛПА показан на рис. 1,а. Она образована собирательной линией в виде двух труб, расположенных одна над другой, к которым крепятся плечи вибраторов поочередно через один. Схематически такая антенна показана на рис.

1,6. Сплошными линиями изображены плечи вибраторов, соединенные с верхней трубой собирательной линии, а штриховой линией — соединенные с нижней трубой. Рабочая полоса частот — антенны со стороны наибольших длин волн зависит от размеров наиболее длинного вибратора В1, а со стороны наименьших длин волн — от размера, наиболее короткого вибратора.

Вибраторы вписаны в равнобедренный треугольник с углом при вершине а и основанием, равным наибольшему вибратору. Для логарифмической структуры полотна антенны должно быть выполнено определенное соотношение между длинами, соседних вибраторов, а также между расстояниями от них до вершины структуры. Это соотношение носит название периода структуры t:

Таким образом, размеры вибраторов и расстояния до них от вершины треугольника уменьшаются в геометрической прогрессии. Характеристики антенны определяются периодом структуры и углом при вершине описанного треугольника.

Чем меньше угол а и чем больше период структуры т (который всегда остается меньше единицы), тем больше коэффициент усиления антенны и меньше уровень заднего и боковых лепестков диаграммы направленности. Однако при этом увеличивается число вибраторов структуры, растут габариты и масса антенны. Поэтому при выборе угла и периода структуры приходится принимать компромиссное решение. Наиболее часто угол а выбирают в пределах 30…60°, а период структуры т -в пределах 0,7…0,9.

Подключение фидера к ЛПА, показанной на рис. 1,а, производится без специального симметрирующего и согласующего устройства следующим образом. Кабель с волновым сопротивлением 75 Ом вводится внутрь нижней трубы с конца А и выходит у конца Б. Здесь оплетка кабеля припаивается к концу нижней трубы, а центральная жила — концу верхней трубы.

В зависимости от длины волны принимаемого сигнала в структуре антенны возбуждаются несколько вибраторов, размеры которых наиболее близки к половине длины волны сигнала.

Поэтому ЛПА по принципу действия напоминает несколько антенн «Волновой канал», соединенных вместе, каждая из которых содержит вибратор, рефлектор и директор. На данной длине волны сигнала возбуждается только одна тройка вибраторов, а остальные настолько расстроены, что не оказывают влияния на работу антенны. Это приводит к тому, что коэффициент усиления ЛПА оказывается меньше, чем коэффициент усиления антенны «Волновой канал» с таким же числом элементов, но зато полоса пропускания получается значительно шире.

Как видно из приведенных конструкций антенн бегущей волны и логопериодических, для достижения широкополосности используется принцип взаимной расстройки элементов антенны подобно тому, как в широкополосных усилителях расширение полосы пропускания достигается взаимной расстройкой контуров. Как для усилителей, так и для антенн можно считать общим принципом постоянство для данной конструкции произведения коэффициента усиления на полосу пропускания. Чем шире полоса пропускания, тем меньше коэффициент усиления при данных габаритах антенны.

В радиолюбительской литературе проводилось много различных вариантов ЛПА. Здесь можно предложить конструкцию ЛПА, рассчитанной на работу в диапазоне 12-метровых каналов, размеры которой сведены в табл. 1.

Таблица 1. Размеры 12-канальной ЛПА, мм.

Номер вибратора 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
В 3000 2520 2117 1778 1494 1255 1054 855 744 625
А 579 487 409 343 289 242 204 170 144  

В, таблице приводится длина В каждого вибратора в соответствии с рис. 1,6, а также расстояние от данного вибратора до следующего — А. Собирательная линия образована двумя трубами диаметром 30 мм при расстоянии между осевыми линиями труб 45 мм. Антенна содержит 10 вибраторов (20 половинок), которые выполнены из трубок диаметром 8…15 мм.

Расчет антенны проведен, исходя из значений угла при вершине описанного треугольника а = 45° и периода структуры т = 0,84. Расчетный коэффициент усиления антенны составляет 6 дБ, что соответствует увеличению напряжения сигнала на выходе этой антенны в 2 раза по сравнению с полуволновым вибратором. Коэффициент усиления практически не изменяется но диапазону.

Длина труб собирательной линий составляет 2900 мм.

Трубы немного выступают за точки установки самых коротких полу вибраторов. Для обеспечения параллельности труб собирательной линии и их стяжки используют три пары брусков из оргстекла высотой 120 мм, шириной 50 мм и толщиной 25 мм, в которых делаются полуцилиндрические проточки глубиной 14 мм на расстоянии, соответствующем расстоянию между трубами.

Каждая пара брусков стягивается винтами с гайками. Среднюю пару этих брусков устанавливают в центре тяжести антенны и крепят1 к мачте.

Антенна приведенной выше конструкции является плоской. Существуют также объемные конструкции логопериодических антенн, которые характеризуются тем, что трубы собирательной линии не параллельны, а разведены под некоторым углом. Вместо жестких вибраторов полотно антенны может быть выполнено из провода или антенного канатика. Описание конструкций двух таких антенн приводилось в журнале «Радио”, 1960 г., № 8, а описание плоской упрощенной проволочной ЛПА — в журнале «Радио”, 1963 г., № 5.

Но самая простая логопериодическая антенна может быть быстро выполнена из подручных материалов. Такая антенна показана на рис. 2 и рассчитана на прием телевизионных передач дециметрового диапазона с 24-го по 51-й канал.

Несущая конструкция треугольной формы собирается из деревянных брусков квадратного сечения 15×15 мм. Бруски скрепляются между собой треугольными фанерными косынками, прибитыми к брускам с одной стороны треугольника гвоздиками. С другой стороны в бруски 1 и 2 вбиваются гвоздики на расстояниях от точки А, указанных на рисунке. Полотно антенны образуют два куска медного провода 6 диаметром 1-1,5 мм.

Один кусок прямой формы прокладывается по бруску 4 до точки А, а второй, огибая гвоздики зигзагом, припаивается к прямому проводу в точке А и на пересечениях с ним. К вершине треугольника гвоздиками прибивается диск 5 из белой жести диаметром 40 мм с маленьким отверстием в центре.

Антенна крепится к мачте из дерева или металла в центре тяжести, лежит в горизонтальной плоскости и вершиной треугольника направлена на передатчик. Полотно антенны располагается да верхней поверхности треугольника.

Телевизионный кабель поднимается по мачте, подходит к середине бруска 3, подвязывается к бруску 4 по его .нижней поверхности капроновой леской. В вершине треугольника оплетка кабеля припаивается к точке А, а центральная жила -к центру диска.

Рис. 2. Логопериодическая антенна ДМВ.

Антенну можно выполнить комнатной дли наружной. В , комнатном варианте вместо мачты применяется вертикальная стойка на тяжелой подставке. Антенну в комнате необходимо тщательно ориентировать и подобрать место установки, так как часто, сдвигая антенну, удается значительно, улучшить изображение.

На равнинной местности такая наружная’ антенна обеспечивает уверенный прием телепередач на расстоянии до 30 км от телецентра, хотя имеются сообщения телезрителей, принимающих этой антенной дециметровые программы Останкинского телецентра на расстоянии 80 км при хорошем качестве изображения.

Никитин В.А., Соколов Б.Б., Щербаков В.Б. — 100 и одна конструкция антенн.

Теория антенн — Логопериодическая антенна

Антенна Яги-Уда в основном используется для бытовых целей. Однако для коммерческих целей и настройки диапазона частот нам нужна другая антенна, известная как логопериодическая антенна . Логопериодическая антенна — это антенна, импеданс которой является логарифмически периодической функцией частоты.

Диапазон частот

Частотный диапазон, в котором работают логопериодические антенны, составляет от около 30 МГц до 3 ГГц, которые принадлежат диапазонам ОВЧ и УВЧ .

Строительство и работа логопериодической антенны

Конструкция и работа логопериодической антенны аналогичны конструкции антенны Яги-Уда. Основным преимуществом этой антенны является то, что она демонстрирует постоянные характеристики в требуемом диапазоне частот. Он имеет такую ​​же радиационную стойкость и, следовательно, тот же КСВ. Коэффициент усиления и переднее-обратное отношение также одинаковы.

На рисунке показана логопериодическая антенна.

С изменением рабочей частоты активная область перемещается между элементами, и, следовательно, все элементы не будут активными только на одной частоте. Это его особенность .

Существует несколько типов логопериодических антенн, таких как плоская, трапециевидная, зигзагообразная, V-образная, щелевая и дипольная. Наиболее часто используемым является логопериодический дипольный массив, короче говоря, LPDA.

Диаграмма лог-периодического массива приведена выше.

Физическая структура и электрические характеристики, когда они наблюдаются, имеют повторяющийся характер. Массив состоит из диполей различной длины и расстояния, которые питаются от двухпроводной линии электропередачи. Эта линия перемещается между каждой соседней парой диполей.

Длина диполя и разделение связаны формулой

 fracR1R2= fracR2R3= fracR3R4=T= fracl1l2= fracl2l3= fracl3l4

куда

  • т — расчетное соотношение и т <1
  • R — расстояние между подачей и диполем
  • l длина диполя.

Полученные директивные выгоды от низкого до умеренного. Радиационные диаграммы могут быть однонаправленными или двунаправленными .

Радиационная картина

Диаграмма направленности логопериодической антенны может быть однонаправленной или двунаправленной, в зависимости от каротажных периодических структур.

Для однонаправленной логопериодической антенны излучение в сторону более короткого элемента является значительным, тогда как в прямом направлении оно мало или равно нулю.

Диаграмма направленности для однонаправленной логопериодической антенны приведена выше.

Для двунаправленной логопериодической антенны максимальное излучение находится в широкой стороне, которая нормальна к поверхности антенны.

На приведенном выше рисунке показана диаграмма направленности двунаправленной логопериодической антенны.

преимущества

Ниже приведены преимущества Log-периодических антенн —

  • Конструкция антенны компактна.
  • Усиление и диаграмма направленности варьируются в зависимости от требований.

Недостатки

Ниже приведены недостатки Log-периодических антенн —

  • Внешнее крепление.
  • Стоимость установки высока.

Приложения

Ниже приведены применения логопериодических антенн —

LPDA Aerial Array »Примечания по электронике

Логопериодическая антенна или антенна, часто называемая LPDA, представляет собой широкополосную направленную антенну, которая обеспечивает объединение усиления и направленности в широком диапазоне частот.


Логопериодическая антенна включает:
Основы логопериодической антенны Логопериодическая теория и уравнения


Направленные антенны, такие как Yagi, обеспечивают усиление и направленность, но их полоса пропускания ограничена.

Одна форма антенны, которая может обеспечивать усиление и направленность наряду с широкой полосой пропускания, известна как логопериодическая антенна.Хотя он больше, чем эквивалентный Yagi или другой дизайн директивы для эквивалентного уровня усиления, он обеспечивает возможность работы на многих разных частотах.

Логопериодическая антенна, используемая для телевизионного приема

Логопериодическая антенна была первоначально разработана Дуайтом Э. Исбеллом, Раймондом Дюамелем, который опубликовал статью в 1957 году, позже дополнительные варианты были сделаны Полом Мэйсом. Концепция логопериодической антенны была запатентована Университетом Иллинойса в США.

Типы и варианты логопериодических антенн

Существует несколько форм логопериодических антенн.Точный тип, наиболее подходящий для любого конкретного приложения, будет зависеть от требований.

К основным типам логопериодических антенн относятся:

  • Логопериодическая дипольная решетка, LPDA
  • Периодический журнал слотов
  • Зигзагообразная периодическая матрица журнала
  • Трапецеидальная логарифмическая периодическая
  • В лог. Периодическая

Наиболее широко используемым типом является логопериодическая дипольная матрица, LPDA, и он будет описан здесь.

Логопериодическая антенна, используемая для ВЧ связи

Основы логопериодической дипольной антенной решетки

Логопериодическая дипольная решетка состоит из ряда дипольных элементов.Они постепенно уменьшаются в размере от задней части к передней — направление максимального излучения — от меньшего фронта.

Каждый дипольный элемент LPDA запитан, но фаза между соседними дипольными элементами перевернута — это гарантирует правильную фазировку сигнала между различными элементами. Это также означает, что требуется фидер по длине антенны. Обычно это устроено так, что оно составляет часть механической структуры массива.

Не вся антенная решетка активна на любой заданной частоте.Активная область, то есть секции антенны, которые вносят вклад в передачу или прием, меняются в зависимости от частоты, и только около трех могут действительно вносить вклад в излучение на любой заданной частоте. Также наблюдается плавный переход активной области LPDA по решетке при изменении частоты срабатывания.

Элемент в задней части массива, где элементы являются наибольшими, имеет половину длины волны при самой низкой рабочей частоте — самый длинный элемент действует как полуволновой диполь на самой низкой частоте.Расстояние между элементами также уменьшается по направлению к передней части массива, где расположены самые маленькие элементы. Верхняя частота является функцией длины самого короткого элемента.

Логопериодическая дипольная матрица, концепция LPDA

Обычно также имеется закороченный согласующий шлейф фидера, прикрепленный к концу фидера, наиболее удаленному от самого короткого элемента, чтобы гарантировать, что необходимое совпадение обеспечено для антенного фидера и вдоль линии фидера в антенне.

Логопериодическая характеристика антенны

Логопериодическая дипольная матрица LPDA, как правило, может работать в диапазоне частот около 2: 1 и обеспечивать прямое усиление по сравнению с диполем.

Как и антенна Yagi, она имеет прямое усиление и высокое соотношение передней и задней части, но LPDA может работать в гораздо более широкой полосе пропускания и будет иметь меньшее усиление для эквивалентного количества элементов.

В процессе эксплуатации диаграмма направленности LPDA в целом остается неизменной во всем рабочем диапазоне. В дополнение к этим параметрам, таким как сопротивление излучения и отраженная мощность, указывается коэффициент стоячей волны.

С точки зрения технических характеристик типичная логопериодическая антенна может обеспечивать усиление от 3 до 6 дБ по сравнению с диполем для полосы пропускания 2: 1 при сохранении уровня КСВН лучше 1.3: 1. С таким уровнем производительности он идеально подходит для многих приложений, хотя логопериодическая антенна будет намного больше, чем Yagi с эквивалентным усилением.

Логопериодические антенные приложения

Логопериодическая антенна используется во многих областях, требуются широкие уровни полосы пропускания, а также направленность и усиление. Есть несколько областей, где используется антенна:

  • ВЧ-связь: Логопериодические антенные решетки часто используются для дипломатического трафика на ВЧ-диапазонах.Логопериодические антенны работают хорошо, потому что посольствам и другим подобным пользователям потребуется работать на широком диапазоне частот в ВЧ-диапазонах, и часто возможно иметь только одну антенну. Единственная логопериодическая антенна предоставит доступ к достаточному количеству частот в ВЧ-диапазонах, чтобы обеспечить возможность связи, несмотря на изменения в ионосфере, меняющие оптимальные рабочие частоты.
  • Наземное телевидение УВЧ: Логопериодическая антенна иногда используется для приема наземного телевидения УВЧ.Поскольку телевизионные каналы могут быть расположены в широкой части спектра УВЧ, логопериодичность позволяет охватить достаточную ширину полосы.
  • Измерения ЭМС: ЭМС — ключевой вопрос для всех электронных продуктов. Тестирование требует проведения частотного сканирования в широком диапазоне частот. При тестировании на излучаемые излучения необходима антенна, способная обеспечить ровный отклик в широком диапазоне частот. Периодический журнал может обеспечить требуемую производительность и широко используется в этой форме приложения.
  • Другие приложения: Есть много других приложений, в которых можно использовать логопериодические антенны. Любые приложения, где необходимы направленность и широкая полоса пропускания, являются идеальными приложениями для этой формы конструкции РЧ-антенны.

Принимая во внимание размер и меньшее усиление, чем у Yagi, логопериодическая дипольная матрица имеет тенденцию не использоваться так широко, как Yagi. Тем не менее, LPDA приходит на помощь, когда требуется широкая полоса пропускания.

Еще темы об антеннах и распространении:
ЭМ-волны Распространение радио Ионосферное распространение Земная волна Рассеивание метеоров Тропосферное распространение Кубический четырехугольник Диполь Дискон Ферритовый стержень Логопериодическая антенна Параболическая рефлекторная антенна Вертикальные антенны Яги Заземление антенны Коаксиальный кабель Волновод КСВН Балуны для антенн MIMO
Вернуться в меню «Антенны и распространение».. .

Уравнения Формулы »Электроника

Некоторые ключевые детали, формулы, уравнения и теория работы логопериодической дипольной антенной решетки.


Логопериодическая антенна включает:
Основы логопериодической антенны Логопериодическая теория и уравнения


Есть несколько относительно простых формул, позволяющих определить некоторые из основных параметров логопериодической антенны.

Также глядя на эти логопериодические уравнения или формулы антенны, можно понять, почему антенна получила такое название.

Эти простые формулы дают представление о логопериодической теории антенн.

Основы логопериодической теории антенн

Теорию логопериодической антенны можно объяснить в качественной основной форме. Это дает понимание того, как работает логопериодическая антенна.

В качестве введения необходимо понять, что антенные элементы уменьшаются в размерах, как и расстояние между ними от спины до шрифта.Кроме того, полярность фидера между соседними элементами меняется на обратную.

Рассматривая работу логопериодической антенны, возьмите условие, когда эта антенна находится примерно в середине своего рабочего диапазона.

Когда сигнал встречается с первыми элементами на антенне (т. Е. Наиболее близкими к шрифту и самыми маленькими), будет обнаружено, что они расположены близко друг к другу с точки зрения рабочей длины волны. По мере того, как чувство фидера меняется между элементами, поля от этих элементов будут иметь тенденцию компенсироваться, и от этих элементов не будет происходить излучения.

Логопериодическая дипольная матрица, концепция LPDA

По мере прохождения радиочастотного сигнала по фидеру в антенне он достигает точки, в которой изменение направления фидера и расстояние между элементами дает общий фазовый сдвиг около 360 °. На этом этапе наблюдается эффект двух фазированных диполей. Сигнал от соседних диполей синфазен.

Область, в которой это происходит, называется активной областью логопериодической антенны. Хотя приведен пример только двух диполей, на самом деле активная область может состоять из большего количества элементов — их может быть три или больше — фактическое количество зависит от угла α и проектной постоянной.

За активной областью сигнал снова выпадает в противофазе и излучения не происходит.

Элементы за пределами активной области получают мало прямого питания. Несмотря на это, установлено, что более крупные элементы резонируют ниже рабочей частоты и кажутся индуктивными. Те, что впереди, резонируют выше рабочей частоты и являются емкостными. Это в точности те же критерии, что и в Яги. Соответственно, элемент непосредственно за активной областью действует как отражатель, а элементы впереди — как направляющие.Это означает, что направление максимального излучения — к точке питания.

Логопериодические формулы

Существует несколько соотношений или формул, описывающих характеристики логопериодической антенны. В частности, их можно подать в суд для расчета длин и расстояний между элементами внутри антенны.

Основные размеры логопериодической дипольной матрицы

На диаграмме используются несколько расстояний и углов, а также используются различные формулы:

Lx = длина элемента x.
dp, q = расстояние между элементами p и q.
τ = расчетная постоянная.
α = угол между линией элементов и линией, проведенной через центр элементов (см. Диаграмму).
σ = константа относительного интервала — отношение — это отношение длины одного элемента к его следующему самому длинному соседу.

Из определения коэффициента σ можно увидеть взаимосвязь между размерами и расстоянием между различными элементами.

Также возможно определить причину названия периодического журнала из математических расчетов, связанных с антенной.

Характеристики антенны увеличиваются на постоянный геометрический коэффициент. В результате увеличения всех элементов на постоянное кратное отношение логарифма будет постоянным. Это выражено в приведенной ниже формуле.

Также можно связать три основные фигуры вместе с помощью формулы или уравнения, приведенных ниже.

Также можно связать расстояние между двумя элементами и длину каждого из них, используя угол, который образуют длины элементов на вершине в приведенной ниже формуле.

Это некоторые из основных формул и уравнений, которые связывают основные параметры логопериодической антенны.

Еще темы об антеннах и распространении:
ЭМ-волны Распространение радио Ионосферное распространение Земная волна Рассеивание метеоров Тропосферное распространение Кубический четырехугольник Диполь Дискон Ферритовый стержень Логопериодическая антенна Параболическая рефлекторная антенна Вертикальные антенны Яги Заземление антенны Коаксиальный кабель Волновод КСВН Балуны для антенн MIMO
Вернуться в меню «Антенны и распространение».. .

LOG PERIODIC ANTENA — Teknik Elektronika STT Nusa Putra

Логопериодический учебник по антенне включает:

• Основы логопериодического массива
• Логопериодическая теория
• Устройства фидера

Одним из основных недостатков многих радиочастотных антенн является их относительно небольшая полоса пропускания. Это особенно верно в отношении лучевой антенны Яги. Одна конструкция, названная логопериодической антенной, может обеспечивать направленность и усиление, работая в широкой полосе частот.В частности, логопериодическая дипольная решетка является наиболее широко используемой версией этого семейства антенн.

Логопериодическая антенна используется в ряде приложений, где требуется широкая полоса пропускания наряду с направленностью и умеренным уровнем усиления. Иногда он используется в ВЧ-части спектра, где требуется работа на нескольких частотах, чтобы поддерживать связь. Он также используется в диапазонах VHF и UHF для различных приложений, в том числе некоторых применений в качестве телевизионной антенны.

Логопериодические возможности массива

Логопериодическая антенна была первоначально разработана в Университете штата Иллинойс в США в 1955 году.

Этот тип конструкции РЧ-антенны является направленной и обычно может работать в диапазоне частот около 2: 1. Он имеет много общего с более знакомым Яги, потому что он демонстрирует прямое усиление и имеет значительное соотношение передней и задней сторон. В дополнение к этому диаграмма направленности этой конструкции РЧ-антенны в целом остается такой же во всем рабочем диапазоне, как и такие параметры, как сопротивление излучения и коэффициент стоячей волны.Однако он предлагает меньший выигрыш для своего размера, чем более традиционный Yagi.

Типы логопериодных антенн

Существует несколько форматов, в которых может быть реализована логопериодическая антенна. Точный тип, наиболее подходящий для любого конкретного приложения, будет зависеть от требований.

К основным типам периодического массива журнала относятся:

  • Зигзагообразный лог-периодический массив
  • Трапецеидальная логарифмическая периодическая
  • Периодический журнал слотов
  • В лог. Периодическая
  • Логопериодическая дипольная решетка, LPDA

Наиболее широко используемым типом является логопериодическая дипольная матрица, LPDA, и он будет описан здесь.

Основы логопериодических дипольных решеток

Наиболее распространенным является логопериодическая дипольная решетка, состоящая в основном из ряда дипольных элементов. Они уменьшаются в размере от задней части к передней. Главный луч этой РЧ-антенны идет с меньшего фронта. Элемент в задней части массива, где элементы являются наибольшими, имеет половину длины волны при самой низкой частоте работы. Расстояние между элементами также уменьшается по направлению к передней части массива, где расположены самые маленькие элементы.В процессе работы при изменении частоты происходит плавный переход по массиву элементов, образующих активную область. Чтобы обеспечить правильную фазировку различных элементов, фаза подачи меняется от одного элемента к другому.


Базовая логопериодическая дипольная решетка

Журнал периодической производительности

Логопериодическая антенна — особенно полезная конструкция, когда требуются умеренные уровни усиления в сочетании с широкополосной работой.Типичный пример конструкции РЧ-антенны этого типа обеспечивает усиление от 4 до 6 дБ в полосе пропускания 2: 1 при сохранении уровня КСВ лучше 1,3: 1. С таким уровнем производительности он идеально подходит для многих приложений, хотя логопериодическая антенна будет намного больше, чем Yagi, которая будет давать эквивалентное усиление. Однако Yagi не может работать с такой широкой полосой пропускания.

Ян Пул

Теория работы логопериодической дипольной решетки может быть сложной.Однако, чтобы дать понятное введение в логопериодическую теорию, ниже приведены некоторые основные пояснения.

Можно прямо объяснить работу логопериодического массива. Полярность фидера меняется между последовательными элементами. Возьмем условие, когда эта ВЧ антенна находится примерно в середине своего рабочего диапазона. Когда сигнал встречает первые несколько элементов, будет обнаружено, что они расположены довольно близко друг к другу с точки зрения рабочей длины волны.Это означает, что поля этих элементов будут нейтрализовать друг друга, поскольку смысл фидера меняется на противоположный между элементами.


Базовая логопериодическая дипольная решетка

Затем по мере прохождения сигнала по антенне достигается точка, в которой изменение направления фидера и расстояние между элементами дает общий фазовый сдвиг около 360 градусов. На этом этапе наблюдается эффект двух фазированных диполей. Область, в которой это происходит, называется активной областью РЧ антенны.Хотя приводится пример только двух диполей, на самом деле активная область может состоять из большего количества элементов. Фактическое количество зависит от угла α и расчетной константы.

Элементы за пределами активной области получают мало прямого питания. Несмотря на это, установлено, что более крупные элементы резонируют ниже рабочей частоты и кажутся индуктивными. Те, что впереди, резонируют выше рабочей частоты и являются емкостными. Это в точности те же критерии, что и в Яги.Соответственно, элемент непосредственно за активной областью действует как отражатель, а элементы впереди — как направляющие. Это означает, что направление максимального излучения — к точке питания.

Ян Пул

Устройства подачи

Логопериодическая дипольная антенна представляет ряд трудностей при правильном питании. Импеданс питания зависит от ряда факторов. Однако это можно контролировать, изменяя интервал и, следовательно, импеданс фидера, который соединяет каждый из дипольных элементов вместе.Несмотря на это, импеданс меняется в зависимости от частоты, но это можно в значительной степени преодолеть, сделав более длинные элементы из стержня большего диаметра. Даже в этом случае окончательное сопротивление питания обычно не соответствует 50 Ом. Требуется дополнительная форма согласования импеданса — это нормально. Это может быть в виде шлейфа или даже трансформатора. Фактический используемый метод будет в значительной степени зависеть от применения антенны и ее частотного диапазона.

Ян Пул

Нравится:

Нравится Загрузка…

Связанные

Проектирование логопериодических антенн — Скачать PDF бесплатно

Основные понятия антенны

АНТЕННА Антенна — это устройство для передачи и / или приема электромагнитных волн.Электромагнитные волны часто называют радиоволнами. Большинство антенн представляют собой резонансные устройства, которые работают эффективно

Подробнее

EE302 Урок 14: Антенны

EE302 Урок 14: Антенны Антенны с нагрузкой / 4 антенны желательны, потому что их сопротивление является чисто резистивным. На низких частотах полные / 4 антенны иногда непрактичны (особенно в мобильных приложениях).

Подробнее

Краткое техническое описание развертывания антенны

Краткое техническое описание развертывания сетевой антенны ProCurve… 2 Типы антенн … 2 Всенаправленные антенны … 2 Направленные антенны … 2 Разнесенные антенны … 3 Направленные антенны с высоким коэффициентом усиления …

Подробнее

Минималистичная антенна МКС

Антенна ISS Minimalist Целью этого проекта было разработать предложение антенны, которое позволило бы простое дублировать доступное антенное решение для разумного доступа к передаваемым сигналам

Подробнее

ЛДГ РБА-4: 1 Балун ЛДГ РБА-1: 1 Балун

LDG RBA-4: 1Balun LDG RBA-1: 1Balun Содержание Характеристики 1 Технические характеристики 1 Подготовка 2 Важное слово об уровнях мощности: 2 Установка 2 Уход и обслуживание 6 Техническая поддержка 6 Гарантия

Подробнее

ДЕЛЬТА-ПЕТЛЕВАЯ АНТЕННА 40–10 м — GU3WHN

Эта простая широкополосная антенна проста в сборке, имеет коэффициент усиления, аналогичный дипольному, и устойчива к воздействию близлежащих объектов.Его можно установить практически в любой конфигурации при условии хорошего разделения проводов

Подробнее

Антенны сотовой беспроводной связи

Антенны сотовой беспроводной связи Техническое описание GarrettCom Inc., ноябрь 2010 г. Обзор Техническое описание антенны сотовой беспроводной связи призвано помочь в разработке и развертывании DX940 Cellular

Подробнее

Диаграммы антенн и их значение

Диаграммы направленности антенн и их значение Многое можно узнать о том, как работает антенна, из ее диаграмм направленности.В этом документе описаны многие общие параметры антенн, которые можно понять по диаграммам.

Подробнее

Компактные встроенные антенны

Freescale Semiconductor, Inc. Указание по применению Номер документа: AN2731 Ред. 3, 09/2015 Конструкции и приложения компактных интегрированных антенн для MC1321x, MC1322x, MC1323x и MKW40 / 30/20 1 Введение

Подробнее

Дипольная антенна с октавной полосой пропускания

Дипольная антенна с октавной полосой пропускания Аннотация: Достижение широкополосных характеристик резонансных структур является сложной задачей, поскольку их характеристики излучения и характеристики импеданса обычно чувствительны

Подробнее

ПЕРЕХОДЫ ВОЛНОВОДНО-КОАКСИАЛЬНАЯ ЛИНИЯ

ПЕРЕХОДЫ ВОЛНОВОДНО-КОАКСИАЛЬНАЯ ЛИНИЯ 1.Обзор Оборудование, работающее на микроволновых частотах, обычно основано на комбинации компонентов печатной платы и волновода. Фильтры и антенны часто используют волноводную технику,

Подробнее

Руководство пользователя JP Tribander

JP Tribander Руководство пользователя JP-Tribander Технический обзор JP-Tribander — это эффективная трибандерная балка для 20 м, 15 м и 10 метров с полноразмерными элементами без ловушек. Антенна разработана с использованием новейшего компьютера

. Подробнее

Технический класс лицензирования

Техническое лицензирование Антенны, представленные радиолюбителем Класс Элемент 2 Презентация курса ЭЛЕМЕНТ 2 ПОДЭЛЕМЕНТЫ (группы) О радиолюбительских позывных Управление Соблюдайте правила Технические частоты

Подробнее

Понимание диапазона для радиочастотных устройств

Понимание диапазона для РЧ-устройств Октябрь 2012 г. Технический документ Понимание того, как факторы окружающей среды могут влиять на дальность действия, является одним из ключевых аспектов развертывания радиочастотного (РЧ) решения.Эта бумага будет

Подробнее

Недорогие антенны Yagi для VHF / UHF

Дешевые антенны Yagi для VHF / UHF от Kent Britain, WA5VJB под редакцией Джона Мака, AB5SS [Примечания редактора: Антенны, описанные в этой статье, были построены в результате нескольких дискуссий между Kent и

Подробнее

Щелевые антенны для диапазона 700 и 800 МГц

Низкая групповая задержка, широкополосные щелевые антенны UHF Доступны всенаправленные и направленные диаграммы направленности Доступны модели с низким RFR Доступны модели с верхним или боковым креплением Горизонтальная, эллиптическая или круговая поляризация

Подробнее

Понимание КСВ на примере

Понимание КСВ на примере Возьмите загадку и загадочность из отношения стоячей волны.Даррин Вальравен, K5DVW Иногда кажется, что одно из самых загадочных существ в мире любительского радио

Подробнее

Loop Skywire Mysteries объяснены?

Введение: Многие книги по антеннам отвергают горизонтальную петлю или петлю Skywire как неэффективную. Однако пользователи цикла сообщат вам, что это работает; Почему? Раньше я использовал петли 80 и 40 м с

Подробнее

«EGGBEATER» АНТЕННА VHF / UHF ~ ЧАСТЬ 1

«EGGBEATER» АНТЕННА VHF / UHF ~ ЧАСТЬ 1 ON6WG / F5VIF Для энтузиастов слушателей или лицензированных любительских станций, желающих поэкспериментировать со спутниковой передачей без больших вложений денег

Подробнее

Манекены — гид по антеннам самолетов

Краткое руководство по авиационным антеннам Вероятно, самая большая проблема, с которой мы сталкиваемся при установке наших радиостанций XCOM клиентами в полевых условиях, — это плохие характеристики антенны.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.