الهوائي اللوغاريتمي الدوري هو هوائي واسع النطاق يعتمد مبدأ عمله على الرنين والبنية اللوغاريتمية الدورية.ستعرفك هذه المقالة أيضًا على الهوائيات الدورية اللوغاريتمية من ثلاثة جوانب: التاريخ ومبدأ العمل ومزايا الهوائيات اللوغاريتمية الدورية.

تاريخ الهوائيات الدورية اللوغاريتمية

الهوائي الدوري اللوغاريتمي هو هوائي واسع النطاق يعتمد تصميمه على البنية الدورية اللوغاريتمية.يعود تاريخ الهوائيات الدورية اللوغاريتمية إلى الخمسينيات من القرن الماضي.

تم اختراع الهوائي اللوغاريتمي الدوري لأول مرة في عام 1957 من قبل المهندسين الأمريكيين دوايت إيسبل وريموند دوهاميل.أثناء إجراء الأبحاث في Bell Labs، قاموا بتصميم هوائي عريض النطاق قادر على تغطية نطاقات تردد متعددة.يستخدم هيكل الهوائي هذا هندسة لوغاريتمية دورية، مما يمنحه خصائص إشعاعية مماثلة على مدى التردد بأكمله.

في العقود التالية، تم استخدام ودراسة الهوائيات اللوغاريتمية الدورية على نطاق واسع.يتم استخدامها في مجالات مثل الاتصالات اللاسلكية والاستقبال التلفزيوني والإذاعي وأنظمة الرادار والقياسات الراديوية والبحث العلمي.تتيح خصائص النطاق العريض للهوائيات الدورية اللوغاريتمية تغطية نطاقات تردد متعددة، مما يقلل الحاجة إلى تبديل التردد واستبدال الهوائي، وتحسين مرونة النظام وكفاءته.

يعتمد مبدأ عمل الهوائي اللوغاريتمي الدوري على هيكله الخاص.وتتكون من سلسلة من الصفائح المعدنية المتناوبة، يزداد طول كل منها وتباعدها حسب فترة لوغاريتمية.يؤدي هذا الهيكل إلى إنتاج الهوائي لاختلافات الطور عند ترددات مختلفة، وبالتالي تحقيق إشعاع واسع النطاق.

مع تقدم التكنولوجيا، تحسنت طرق تصميم وتصنيع الهوائيات الدورية اللوغاريتمية.تستخدم الهوائيات الدورية اللوغاريتمية الحديثة مواد وعمليات تصنيع متقدمة لتحسين أداء وموثوقية الهوائي.

يمكن وصف مبدأ عملها بإيجاز على النحو التالي

1. مبدأ الرنين: يعتمد تصميم الهوائي اللوغاريتمي الدوري على مبدأ الرنين.عند تردد معين، سيشكل هيكل الهوائي حلقة رنين، مما يسمح للهوائي باستقبال الموجات الكهرومغناطيسية وإشعاعها بشكل فعال.من خلال التصميم الدقيق لطول الصفائح المعدنية وتباعدها، يمكن للهوائيات اللوغاريتمية الدورية أن تعمل في نطاقات تردد رنين متعددة.

2. فرق الطور: إن النسبة اللوغاريتمية الدورية لطول القطعة المعدنية والتباعد بين الهوائي اللوغاريتمي الدوري تجعل كل قطعة معدنية تنتج فرق طور عند ترددات مختلفة.ويؤدي اختلاف الطور هذا إلى سلوك الرنين للهوائي عند ترددات مختلفة، مما يتيح التشغيل واسع النطاق.تعمل القطع المعدنية الأقصر عند ترددات أعلى، بينما تعمل القطع المعدنية الأطول عند ترددات أقل.

3. مسح الشعاع: إن هيكل الهوائي اللوغاريتمي الدوري يجعله يتمتع بخصائص إشعاعية مختلفة عند ترددات مختلفة.مع تغير التردد، يتغير أيضًا اتجاه الإشعاع وعرض حزمة الهوائي.وهذا يعني أن الهوائيات اللوغاريتمية الدورية يمكنها مسح وضبط الحزم عبر نطاق تردد واسع.

مزايا الهوائيات الدورية اللوغاريتمية

1. خصائص النطاق العريض: الهوائي الدوري اللوغاريتمي هو هوائي واسع النطاق يمكنه تغطية نطاقات تردد متعددة.يتيح هيكله اللوغاريتمي الدوري للهوائي أن يتمتع بخصائص إشعاعية مماثلة عبر نطاق التردد بأكمله، مما يلغي الحاجة إلى تبديل التردد أو استبدال الهوائي، مما يحسن مرونة النظام وكفاءته.

2. الكسب العالي وكفاءة الإشعاع: عادةً ما تتمتع الهوائيات اللوغاريتمية الدورية بكسب عالي وكفاءة إشعاعية.يسمح هيكلها بالرنين في نطاقات تردد متعددة، مما يوفر قدرات إشعاع واستقبال قوية.

3. التحكم في الاتجاهية: الهوائيات اللوغاريتمية الدورية عادة ما تكون اتجاهية، أي أنها تتمتع بقدرات إشعاع أو استقبال أقوى في اتجاهات معينة.وهذا يجعل الهوائيات اللوغاريتمية الدورية مناسبة للتطبيقات التي تتطلب اتجاهًا إشعاعيًا محددًا، مثل الاتصالات والرادار وما إلى ذلك.

4. تبسيط تصميم النظام: نظرًا لأن الهوائيات الدورية اللوغاريتمية يمكن أن تغطي نطاقًا واسعًا من الترددات، فيمكن تبسيط تصميم النظام وتقليل عدد الهوائيات.وهذا يساعد على تقليل تكلفة النظام وتقليل التعقيد وتحسين الموثوقية.

5. أداء مضاد للتداخل: يتمتع الهوائي الدوري اللوغاريتمي بأداء جيد ضد التداخل في نطاق تردد واسع.يتيح هيكله للهوائي تصفية إشارات التردد غير المرغوب فيها بشكل أفضل وتحسين مقاومة النظام للتداخل.

باختصار، من خلال التصميم الدقيق لطول الصفائح المعدنية وتباعدها، يمكن للهوائي اللوغاريتمي الدوري العمل في نطاقات تردد رنين متعددة، مع خصائص النطاق العريض، وكسب عالي وكفاءة إشعاعية، والتحكم في الاتجاهية، وتصميم مبسط للنظام ومضاد للتداخل .مزايا الأداء.وهذا يجعل الهوائيات الدورية اللوغاريتمية تستخدم على نطاق واسع في الاتصالات اللاسلكية والرادار والبحث العلمي وغيرها من المجالات.