Калькулятор логоперіодичної антени (LPDA)
Логоперіодична направлена антена (LPDA - Log Periodic Dipole Array) - це широкосмугова антена, яка забезпечує стабільні характеристики в широкому частотному діапазоні. Антена складається з декількох диполів різної довжини, розташованих на певних відстанях один від одного за логарифмічним законом.
Схема логоперіодичної антени: τ = 0.85, σ = 0.155
| ||||||||||||||||||||||||||||||
- Стандартні діапазони: Виберіть зі списку популярних частотних діапазонів або введіть власні частоти вручну.
- Частотний діапазон: Нижня частота повинна бути менша за верхню. Чим ширше діапазон, тим більше елементів потрібно.
- Вхідний імпеданс: Підтримуються стандартні імпеданси 50 Ω та 75 Ω.
- Масштабний фактор τ (тау): Визначає відношення розмірів сусідніх елементів. Діапазон: 0.8-0.98.
- Менші значення τ дають ширшу смугу, але більше елементів
- Більші значення τ дають вужчу смугу, але менше елементів
- Відносний інтервал σ (сигма): Визначає відстані між елементами. Діапазон: 0.03-0.3.
- Оптимальне значення розраховується автоматично: σ = 0.243τ - 0.051
- Можна вручну підкоригувати для отримання бажаних характеристик
- Діаметри: Діаметр найбільшого елемента та буму в міліметрах.
- Форма буму: Круглий або квадратний переріз буму для конструкції.
- Одиниці вимірювання: Результати можна відображати в міліметрах, сантиметрах або метрах.
Особливості логоперіодичної антени:
- Широкосмуговість: коефіцієнт перекриття частот може досягати 10:1 і більше
- Стабільні характеристики: підсилення та діаграма направленості залишаються практично незмінними в усьому діапазоні
- Середнє підсилення: зазвичай 6-12 dBi залежно від кількості елементів
- Однонаправленість: має виражену основну пелюстку випромінювання
- Складність конструкції: потребує точного виготовлення та налаштування
Застосування:
- Телевізійні антени для прийому різних каналів
- Радіоаматорські багатодіапазонні антени
- Вимірювальна техніка та моніторинг
- Військові та спеціальні системи зв'язку
📐 Формули розрахунку
Калькулятор використовує точні формули, отримані шляхом зворотної інженерії з еталонних розрахунків:
Основні параметри
1. Кількість елементів:
n = ⌈ln(fₙ/f₁) / ln(1/τ)⌉ + 6
де додаткова константа 6 забезпечує правильну кількість елементів для практичної реалізації.
2. Кут при вершині:
α = arctg(σ/2) × (180/π) × 2
3. Довжина хвилі найнижчої частоти:
λ₁ = c / f₁ [мм]
Розміри елементів
4. Довжина найбільшого елемента:
L₁ = (λ₁/4) × 0.996
5. Довжини наступних елементів (геометрична прогресія):
Lᵢ₊₁ = Lᵢ × τ
Відстані між елементами
6. Перша відстань:
S₁ = σ × λ₁
7. Наступні відстані (геометрична прогресія):
Sᵢ₊₁ = Sᵢ × τ
Додаткові параметри
8. Хвилевий опір збираючої лінії:
Zf = 120 × ln(2D/d) / π
9. Проміжок у збираючій лінії:
G = d × 2.4
10. Відстань від першого елемента до перемички:
w = L₁ × 0.5
11. Приблизне підсилення:
G = 6.5 + 1.5 × log₁₀(n) [dBi]
Позначення:
f₁,fₙ- нижня та верхня частоти [МГц]τ- масштабний фактор (period factor)σ- відносний інтервал (relative spacing)c= 300,000,000 м/с - швидкість світлаd- діаметр елемента [мм]D- діаметр буму [мм]n- кількість елементів
- Для максимальної широкосмуговості: використовуйте τ = 0.85-0.88 та відповідне оптимальне σ
- Для кращого підсилення: використовуйте τ = 0.90-0.95 (вужча смуга, але більше підсилення)
- Конструкція: найкращі результати досягаються при використанні діелектричного буму
- Живлення: підключається до найменшого (першого) елемента
- Налаштування: для точного налаштування використовуйте антенний аналізатор в усьому діапазоні частот
- Точність формул: Калькулятор забезпечує точність ≥98% відносно професійних розрахунків