Logarithmisch-periodische Dipolantenne
Logarithmisch-periodische Antenne, LogPer Antenne, LPDA
Die logarithmisch-periodische Dipolantenne ist eine breitbandige Richtantenne, mit der ein großer Frequenzbereich abgedeckt wird.
Logarithmisch-periodische Dipolantenne: Shure PA805SWB (470-952 MHz)
Logarithmisch-periodische Dipolantenne:
Arbeitsbereich B:
B = Arbeitsbereich einer LogPer-Antenne [1]
fc2 = obere Grenzfrequenz [Hz]
fc1 = untere Grenzfrequenz [Hz]
λ = Wellenlänge [m]
Öffnungswinkel α:
R = Abstand Dipol zu Scheitelpunkt-Öffnungswinkel [m]
L = Länge (Dipol) [m]
α = Öffnungswinkel (LogPer-Antenne) [rad]
Stufungsfaktor τ (LogPer-Antenne):
τ = Stufungsfaktor [1]
L = Länge (Dipol) [m]
R = Abstand Dipol zu Scheitelpunkt-Öffnungswinkel [m]
d = Abstand (Dipol) [m]
Abstandsfaktor σ (LogPer-Antenne):
σ = Abstandsfaktor [1]
d = Abstand der Dipole [m]
λ = Wellenlänge [m]
L = Länge des Dipols [m]
τ = Stufungsfaktor [1]
α = Öffnungswinkel der LogPer-Antenne [rad]
Die logarithmisch-periodische Dipolantenne ist eine aus mehreren Dipol-Antennen zusammengesetzte Antenne, deren Antennenlängen und Abstände zueinander in Richtung der Strahlungs-/Empfangsachse abnehmen.
Die Dipole sind über gekreuzte Speiseleitungen miteinander verbunden und die Dipol-Längen weisen das folgende Längenverhältnis auf:
LogPer-Antenne: Längenverhältnisse
Die Energie wird in einer logarithmisch-periodischen Dipolantenne entlang der Antennenkonstruktion bis zum Dipol mit der passenden Resonanzlänge lR transportiert. Die Abstrahlung erfolgt dann von dem in Resonanz schwingenden Anteil der LogPer-Antenne.
Außerhalb dieser Resonanzzone verbleibt nur ein vernachlässigbar kleiner Teil der Leistung P.
Diese aktive Zone (Phasenzentrum, strahlungsaktive Region) hat ihren Mittelpunkt bei λ/2 und umfasst ca. drei Dipol-Elemente. Das mittlere Element schwingt dabei in Phasenresonanz. Die beiden angrenzenden Dipol-Elemente sind bauartbedingt gegenphasig gespeist und weichen in ihrer Resonanzfrequenz f0 vom mittleren Dipol ab.
Die zu kurzen Dipole wirken als kapazitive Last.
Arbeitsbereich B (LogPer-Antenne):
Der Arbeitsbereich B einer logarithmisch-periodischen Dipolantenne ist das Verhältnis aus der oberen Grenzfrequenz fc2 zur unteren Grenzfrequenz fc1, bzw. das Verhältnis der maximalen Wellenlänge λmax zur kürzesten Wellenlänge λmin.
B =
B = Arbeitsbereich einer LogPer-Antenne [1]
fc2 = obere Grenzfrequenz [Hz]
fc1 = untere Grenzfrequenz [Hz]
λ = Wellenlänge [m]
Der Arbeitsbereich B einer logarithmisch-periodischen Dipolantenne ist im Grunde die Frequenzbandbreite Δf der Antenne, auf die der Sende- und Empfangsfall optimiert sein soll.
Für die geometrische Dimensionierung der LogPer-Antenne werden entsprechend die jeweiligen Grenzparameter dieses Bereichs benötigt. Daran anschließend können dann über den Stufungsfaktor τ und den Abstandsfaktor σ die Anzahl der benötigten Dipol-Elemente und die Antennenlänge L errechnet und somit die geometrische Ausdehnung und der Öffnungswinkel α der Antenne bestimmt werden.
Öffnungswinkel α (LogPer-Antenne):
Zwischen Abstand R und Länge L der Dipole sowie dem Öffnungswinkel α der LogPer-Antenne besteht folgender Zusammenhang:
R = Abstand Dipol zu Scheitelpunkt-Öffnungswinkel [m]
L = Länge (Dipol) [m]
α = Öffnungswinkel (LogPer-Antenne) [rad]
Stufungsfaktor τ (LogPer-Antenne):
Der Stufungsfaktor τ gibt das Verhältnis zweier benachbarter Dipole einer logarithmisch-periodischen-Antenne an.
τ = Stufungsfaktor [1]
L = Länge (Dipol) [m]
R = Abstand Dipol zu Scheitelpunkt-Öffnungswinkel [m]
d = Abstand (Dipol) [m]
Abstandsfaktor σ (LogPer-Antenne):
Der Abstandsfaktor σ ist das Verhältnis aus dem Abstand d zweier Dipole einer logarithmisch-periodischen Antenne und der jeweiligen Wellenlänge λ.
σ = Abstandsfaktor [1]
d = Abstand der Dipole [m]
λ = Wellenlänge [m]
L = Länge des Dipols [m]
τ = Stufungsfaktor [1]
α = Öffnungswinkel der LogPer-Antenne [rad]
Logarithmisch-Periodische Dipolantenne: Sennheiser A 2003 - UHF (470-960 MHz)
Der Antennengewinn einer LogPer-Antenne wird umso größer, je näher der Stufungsfaktor τ an dem Wert 0,98 liegt und je kleiner der Öffnungswinkel α ist.
Eine Vergrößerung des Stufungsfaktors τ bedeutet eine Vermehrung der Dipol-Elemente. Die Verkleinerung des Stufungsfaktors τ führt zu einer Vergrößerung der Antennenlänge L.
⇒ Abstandsfaktor
⇒ Antenne
⇒ Antennengewinn
⇒ Antennengewinn [ ⇒Antennengewinnfaktor ]
⇒ Antennenlänge
⇒ Dipol
⇒ Frequenz
⇒ Gewinn [ ⇒Antennengewinn ]
⇒ Grenzfrequenz
⇒ Resonanz
Richtantenne
⇒ Stufungsfaktor
⇒ Wellenlänge