对数周期天线是一种特殊类型的高频天线。与全向天线不同,对数周期天线只接收一个方向的信号,而不像屋顶上常见的电视天线那样的标准定向天线,这些天线可以接收很宽的频率范围。通常,这些天线是由一系列平行的金属管构成的...
对数周期天线是一种特殊类型的高频天线。与全向天线不同,对数周期天线只接收一个方向的信号,而不像屋顶上常见的电视天线那样的标准定向天线,这些天线可以接收很宽的频率范围。通常,这些天线是由一系列平行的金属管构成的,这些金属管在后面很大,逐渐变小,形成一种三角形。这些天线通常用于特殊用途;但是,它们有时用作UHF和VHF电视天线。
大多数高频天线都有一对偶极子天线元件,一对金属管作为天线的有源元件,以及一些反射镜和指向器将信号反射到偶极子上。由于天线可以接收的频率基于偶极子的物理尺寸,大多数高频天线只能在很窄的范围内接收信号,对数周期天线通过使用一系列不同尺寸的偶极子元件来克服这一缺点,这些偶极子元件的物理尺寸和接收能力都是不同的,根据对数。
对数周期天线设计中使用的对数从接收最高频率所需的物理尺寸开始,这将是最小的偶极子单元集合。建立一个对数来确定第二组偶极子的大小,以便它们的最小频率接收与第一组的最大接收稍微重叠。这个过程重复,每对偶极子元素随着每次迭代而变大,直到天线能够接收应用所需的所有频率
然后,将不同尺寸的偶极子对定向在一个轴上,使它们彼此平行,最大的低频偶极子在天线的后部,最小的高频偶极子位于天线的前部。由于一个偶极子上接收到的信号的相位会干扰其他偶极子,因此每个偶极子都被连接起来与下一个和最后一个相差180度。这样一来,偶极子最终将达到360度的差,然后在电气上彼此对齐,从而增加天线的整体增益。
对数周期天线也会遇到阻抗问题,一个偶极子的两个元素之间的电阻值。为了解决这个问题,通常偶极子的金属管随着长度的增加,直径也会变大,因此改变了偶极子的阻抗。另一种匹配阻抗的方法是在每对偶极子上安装不同值的小型匹配变压器,这样天线的所有有源元件的阻抗都是相同的。
结果是天线只能看到单一方向的信号,与八木天线一样,它的接收功率可与全向天线相提并论,而且能够接收比这两种天线都要宽得多的频率范围,对数周期天线是业余无线电运营商最常使用的,他们希望能在宽频带上工作,这些类型的天线也一直是电力传输和接收实验研究的中心。