A antena log-periódica é uma antena de banda larga cujo princípio de funcionamento se baseia na ressonância e na estrutura log-periódica. Este artigo também apresentará as antenas log-periódicas sob três aspectos: a história, o princípio de funcionamento e as vantagens das antenas log-periódicas.

A história das antenas log-periódicas

A antena log-periódica é uma antena de banda larga cujo projeto se baseia na estrutura log-periódica. A história das antenas log-periódicas remonta à década de 1950.

A antena log-periódica foi inventada em 1957 pelos engenheiros americanos Dwight Isbell e Raymond DuHamel. Durante pesquisas nos Laboratórios Bell, eles projetaram uma antena de banda larga capaz de cobrir múltiplas faixas de frequência. Essa estrutura de antena utiliza uma geometria log-periódica, o que lhe confere características de radiação semelhantes em toda a faixa de frequência.

Nas décadas seguintes, antenas log-periódicas passaram a ser amplamente utilizadas e estudadas. Elas são utilizadas em áreas como comunicações sem fio, recepção de televisão e rádio, sistemas de radar, medições de rádio e pesquisa científica. As características de banda larga das antenas log-periódicas permitem que elas cubram múltiplas faixas de frequência, reduzindo a necessidade de comutação de frequência e substituição de antenas, e melhorando a flexibilidade e a eficiência do sistema.

O princípio de funcionamento da antena log-periódica baseia-se em sua estrutura especial. Ela consiste em uma série de placas metálicas alternadas, cada uma aumentando em comprimento e espaçamento de acordo com um período logarítmico. Essa estrutura faz com que a antena produza diferenças de fase em diferentes frequências, alcançando assim uma radiação de banda larga.

Com o avanço da tecnologia, os métodos de projeto e fabricação de antenas log-periódicas têm se aprimorado. As antenas log-periódicas modernas utilizam materiais e processos de fabricação avançados para aprimorar seu desempenho e confiabilidade.

Seu princípio de funcionamento pode ser descrito resumidamente da seguinte forma:

1. Princípio da ressonância: O projeto de uma antena log-periódica baseia-se no princípio da ressonância. Em uma frequência específica, a estrutura da antena forma um laço ressonante, permitindo que ela receba e irradie ondas eletromagnéticas com eficiência. Ao projetar com precisão o comprimento e o espaçamento das chapas metálicas, as antenas log-periódicas podem operar em múltiplas faixas de frequência ressonante.

2. Diferença de fase: A razão log-periódica entre o comprimento e o espaçamento das peças metálicas da antena log-periódica faz com que cada peça metálica produza uma diferença de fase em frequências diferentes. Essa diferença de fase leva ao comportamento ressonante da antena em frequências diferentes, permitindo assim a operação em banda larga. Peças metálicas mais curtas atuam em frequências mais altas, enquanto peças metálicas mais longas atuam em frequências mais baixas.

3. Varredura de feixe: A estrutura da antena log-periódica faz com que ela tenha características de radiação diferentes em frequências diferentes. À medida que a frequência muda, a direção da radiação e a largura do feixe da antena também mudam. Isso significa que as antenas log-periódicas podem varrer e ajustar os feixes em uma ampla faixa de frequência.

Vantagens das antenas log-periódicas

1. Características de banda larga: A antena log-periódica é uma antena de banda larga que pode cobrir múltiplas faixas de frequência. Sua estrutura log-periódica permite que a antena tenha características de radiação semelhantes em toda a faixa de frequência, eliminando a necessidade de troca de frequência ou substituição da antena, melhorando a flexibilidade e a eficiência do sistema.

2. Alto ganho e eficiência de radiação: Antenas log-periódicas geralmente apresentam alto ganho e eficiência de radiação. Sua estrutura permite ressonância em múltiplas faixas de frequência, proporcionando fortes capacidades de radiação e recepção.

3. Controle de diretividade: Antenas log-periódicas geralmente são direcionais, ou seja, possuem maior capacidade de radiação ou recepção em determinadas direções. Isso as torna adequadas para aplicações que exigem diretividade de radiação específica, como comunicações, radar, etc.

4. Simplifique o projeto do sistema: como as antenas log-periódicas podem cobrir uma ampla faixa de frequência, o projeto do sistema pode ser simplificado e o número de antenas pode ser reduzido. Isso ajuda a reduzir o custo do sistema, a complexidade e a confiabilidade.

5. Desempenho antiinterferência: A antena log-periódica apresenta bom desempenho antiinterferência em uma ampla faixa de frequência. Sua estrutura permite que a antena filtre melhor os sinais de frequência indesejados e aumente a resistência do sistema à interferência.

Em suma, ao projetar com precisão o comprimento e o espaçamento das chapas metálicas, a antena log-periódica pode operar em múltiplas faixas de frequência ressonante, com características de banda larga, alto ganho e eficiência de radiação, controle de diretividade, design de sistema simplificado e vantagens de desempenho antiparasitário. Isso torna as antenas logarítmicas periódicas amplamente utilizadas em comunicações sem fio, radar, pesquisa científica e outros campos.