天線理論 - 對數週期天線

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八木天線主要用於家用。然而，對於商業用途以及在一定頻率範圍內進行調諧，我們需要另一種稱為對數週期天線的天線。對數週期天線是指其阻抗是頻率的對數週期函式的天線。

頻率範圍

對數週期天線的工作頻率範圍約為30 MHz至3 GHz，屬於VHF和UHF頻段。

對數週期天線的構造和工作原理

對數週期天線的構造和工作原理類似於八木天線。這種天線的主要優點是它在所需的執行頻率範圍內表現出恆定的特性。它具有相同的輻射電阻，因此具有相同的駐波比。增益和前後比也相同。

圖片顯示了一個對數週期天線。

隨著工作頻率的變化，活動區域在各個元件之間移動，因此並非所有元件都只在一個頻率上處於活動狀態。這是它的特殊特性。

對數週期天線有幾種型別，例如平面型、梯形、鋸齒形、V型、槽縫型和偶極子型。最常用的是對數週期偶極子陣列，簡稱LPDA。

對數週期陣列的示意圖如上所示。

從物理結構和電氣特性來看，其本質上是重複的。該陣列由不同長度和間距的偶極子組成，這些偶極子由兩線傳輸線饋電。該線路在每對相鄰偶極子之間進行轉置。

偶極子的長度和間距由以下公式確定：

$$ \frac{R_{1}}{R_{2}} = \frac{R_{2}}{R_{3}} = \frac{R_{3}}{R_{4}} = T = \frac{l_{1}}{l_{2}} = \frac{l_{2}}{l_{3}} = \frac{l_{3}}{l_{4}} $$

其中

• т為設計比率，且т<1
• R為饋電點和偶極子之間的距離
• l為偶極子的長度。

獲得的定向增益從低到中等。輻射方向圖可以是單向的或雙向的。

輻射方向圖

對數週期天線的輻射方向圖可以是單向的或雙向的，這取決於對數週期結構。

對於單向對數週期天線，朝向較短元件的輻射量相當大，而在前進方向，則很小或為零。

單向對數週期天線的輻射方向圖如上所示。

對於雙向對數週期天線，最大輻射位於天線表面法線方向的闊邊。

上圖顯示了雙向對數週期天線的輻射方向圖。

優點

對數週期天線的優點如下：

• 天線設計緊湊。
• 增益和輻射方向圖可根據要求進行調整。

缺點

對數週期天線的缺點如下：

• 需要外部安裝。
• 安裝成本高。

應用

對數週期天線的應用如下：

• 用於高頻通訊。
• 用於特定型別的電視接收。
• 用於在較高頻段的全方位監控。