Логоперіодична антена Логоперіодична антена — багатоелементна направлена антена[en], призначена для роботи в широкому діапазоні частот. Вона була винайдена Джоном Данлейві в 1952 році. Найпоширенішою формою логоперіодичної антени є логоперіодична дипольна решітка, яка складається з ряду диполів із поступово зростаючою довжиною, кожен з яких є парою металевих стрижнів. Диполі встановлені один біля одного і з'єднані паралельно з чергуванням фаз. Електрично це імітує серію дво- або триелементних антен Ягі-Уда, кожна з яких налаштована на іншу частоту. Логоперіодичні дипольні решітки виглядають дещо схожими на антени Ягі-Уда, бо й ті, й інші складаються зі стрижнів, встановлених в лінію вздовж опори, але вони працюють по-різному. Додавання елементів до антени Ягі-Уда збільшує її направленість або посилення, а додавання елементів до логоперіодичної дипольної решітки збільшує її частотну характеристику або ширину смуги пропускання. Одним із важливих застосувань для логоперіодичної дипольної решітки є наземні телевізійні антени на даху, оскільки вони повинні мати широку смугу пропускання, щоб покривати телевізійні діапазони приблизно 54–88 і 174—216 МГц в УКХ і 470—890 МГц в УВЧ, забезпечуючи при цьому високе посилення для якісного приймання сигналу. Одна популярна конструкція телевізійних антен поєднує антену Ягі-Уда для приймання УВЧ з більшою логоперіодичною дипольною решіткою для УКХ. Основна концепціяЛогоперіодична дипольна решітка зазвичай складається з ряду напівхвильових дипольних елементів, кожен з яких є парою металевих стрижнів, розташованих уздовж осі антени. Елементи розташовані з інтервалами відповідно до логарифмічної функції частоти, відомої як сигма. Довжина наступних елементів і відстань між ними поступово зменшуються вздовж осі. Відношення між довжинами є функцією, відомою як тау. Сигма і тау є ключовими елементами конструкції логоперіодичною дипольної решітки[1][2]. Діаграма направленості антени однонаправлена, головна пелюстка орієнтована вздовж осі антени в бік торця з найкоротшими елементами. Кожен дипольний елемент є резонансним для довжини хвилі, яка приблизно дорівнює його подвоєній довжині. Смуга пропускання антени (діапазон частот, у якому вона дає майже максимальне посилення) знаходиться приблизно між резонансними частотами найдовшого та найкоротшого елементів. Кожен елемент в логоперіодичній дипольній решітці є керованим елементом[en], тобто електрично з'єднаним з лінією живлення[en]. Паралельна лінія зв'язку зазвичай проходить уздовж осі антени, і кожен наступний елемент підключається до неї у протифазі. Часто можна побачити, як лінія живлення йде зигзагами по осі антени, утримуючи диполі[2]. Іншою поширеною конструкцією є використання двох паралельних центральних опор, які також діють як лінія живлення, а диполі встановлені на двох опорах почергово. Інші форми логоперіодичної конструкції замінюють диполі самою лінією живлення, утворюючи логоперіодичну зигзагоподібну антену[3]. Також існує багато інших форм, в яких дріт живлення використовують як активний елемент[4]. Антена Ягі-Уда та логоперіодична дипольна решітка на перший погляд виглядають дуже схожими, оскільки вони обидві складаються з кількох дипольних елементів, нанизаних на вісь. Втім антена Ягі-Уда має лише один керований елемент[en], підключений до лінії передачі, зазвичай другий від задньої частини масиву, решта елементів є паразитними[en]. Антена Ягі-Уда відрізняється від логоперіодичної дипольної решітки дуже вузькою смугою пропускання. Загалом, на будь-якій заданій частоті логоперіодична антена працює дещо подібно до триелементної антени Ягі-Уда. Дипольний елемент, найближчий до резонансного на робочій частоті, діє як керований елемент, а два сусідні елементи працюють як направлювач і відбивач для збільшення посилення (коротший елемент попереду діє як направлювач, а довший елемент позаду — як відбивач). Однак система є дещо складнішою, і всі елементи певною мірою роблять свій внесок, тому коефіцієнт підсилення для будь-якої даної частоти є вищим, ніж антени Ягі-Уда тих самих розмірів, що й будь-яка окрема частина логоперіодичної системи. Однак антена Ягі-Уда з такою ж кількістю елементів, як і логоперіодична антена, матиме набагато більший коефіцієнт посилення, оскільки всі ці елементи покращують коефіцієнт посилення одного керованого елемента. Для телевізійних антен часто поєднують логоперіодичну конструкцію для УКХ з антеною Ягі-Уда для УВЧ, при цьому обидві половини є приблизно однаковими за розміром. Це призводить до набагато більшого підсилення антеною Ягі-Уда для УВЧ (порядку 10-14 дБ), ніж логоперіодичною антеною для УКХ (порядку 6,5 дБ)[5]. Але це додаткове посилення було необхідним у будь-якому випадку, щоб компенсувати низку проблем із сигналами УВЧ. Слід зауважити, що логоперіодична конструкція антени, згідно з визначенням IEEE[6][7], не узгоджується з властивостями широкосмугового зв'язку для антен[8][9]. Широкосмугова властивість логоперіодичних антен походить від їх самоподібності. Плоску логоперіодичну антену також можна зробити самодоповнюваною[en], — наприклад, логарифмічні спіральні антені[en] (які не класифікують як логоперіодичні) або логоперіодичну зубчасту конструкцію. І. Мусіаке виявив, для того, що він назвав «найпростішою самодоповнювальною плоскою антеною», імпеданс провідної точки η0/2=188,4 Ω на частотах глибоко в межах смуги пропускання[10][11][12].  Логоперіодична антена на 250–2400 МГц  Логоперіодична антена для вертикальної поляризації, 140–470 МГц  Логоперіодична телевізійна антена 1963 року для 54–88 МГц і 174–218 МГц. Використано нахилені елементи, бо на верхній частот і вони працюють на третій гармоніці  Дротова логоперіодична монопольна антена ІсторіяДжон Данлейві винайшов логоперіодичну антену в 1952 році, працюючи на військово-повітряні сили США, але не зміг її запатентувати через секретність цих досліджень[13]. Університет Іллінойсу в Урбана-Шампейн запатентував антени Ісбелла (Isbell) і Маєса-Каррела (Mayes-Carrel) і надав ексклюзивну ліцензію JFD Electronics у Нью-Йорку. Channel Master[en] і Blonder Tongue Labs[en] проігнорували патенти та виготовили широкий спектр антен на основі цієї конструкції. Програш Університетом Іллінойсу судових позовів щодо патенту на антену призвів до доктрини Blonder Tongue 1971 року[en]. Цей прецедент регулює патентні судові процеси в США[14]. Примітки
Література
Посилання
|
Portal di Ensiklopedia Dunia
