La antena log-periódica es una antena de banda ancha cuyo principio de funcionamiento se basa en la resonancia y la estructura log-periódica. Este artículo también le presentará las antenas log-periódicas desde tres puntos de vista: su historia, su principio de funcionamiento y sus ventajas.

La historia de las antenas log-periódicas

La antena log-periódica es una antena de banda ancha cuyo diseño se basa en una estructura log-periódica. Su historia se remonta a la década de 1950.

La antena logarítmica periódica fue inventada en 1957 por los ingenieros estadounidenses Dwight Isbell y Raymond DuHamel. Durante sus investigaciones en los Laboratorios Bell, diseñaron una antena de banda ancha capaz de cubrir múltiples bandas de frecuencia. Esta estructura de antena utiliza una geometría logarítmica periódica, lo que le confiere características de radiación similares en todo el rango de frecuencias.

En las décadas posteriores, las antenas logarítmicas periódicas se han utilizado y estudiado ampliamente. Se emplean en áreas como las comunicaciones inalámbricas, la recepción de televisión y radio, los sistemas de radar, las mediciones de radio y la investigación científica. Su ancho de banda permite cubrir múltiples bandas de frecuencia, lo que reduce la necesidad de conmutación de frecuencia y reemplazo de antenas, y mejora la flexibilidad y la eficiencia del sistema.

El principio de funcionamiento de una antena logarítmica periódica se basa en su estructura especial. Consiste en una serie de placas metálicas alternas, cuya longitud y espaciamiento aumentan según un período logarítmico. Esta estructura provoca que la antena produzca diferencias de fase a diferentes frecuencias, logrando así una radiación de banda ancha.

Con el avance de la tecnología, el diseño y los métodos de fabricación de las antenas logarítmicas periódicas han mejorado. Las antenas logarítmicas periódicas modernas utilizan materiales y procesos de fabricación avanzados para optimizar su rendimiento y fiabilidad.

Su principio de funcionamiento se puede describir brevemente de la siguiente manera:

1. Principio de resonancia: El diseño de la antena logarítmica periódica se basa en el principio de resonancia. A una frecuencia específica, la estructura de la antena forma un bucle resonante, lo que le permite recibir y emitir ondas electromagnéticas eficazmente. Gracias al diseño preciso de la longitud y la separación de las láminas metálicas, las antenas logarítmicas periódicas pueden operar en múltiples rangos de frecuencias resonantes.

2. Diferencia de fase: La relación logarítmica periódica entre la longitud y el espaciamiento de las piezas metálicas de la antena logarítmica periódica hace que cada pieza metálica presente una diferencia de fase a diferentes frecuencias. Esta diferencia de fase provoca el comportamiento resonante de la antena a diferentes frecuencias, lo que permite el funcionamiento en banda ancha. Las piezas metálicas más cortas actúan a frecuencias más altas, mientras que las más largas lo hacen a frecuencias más bajas.

3. Escaneo del haz: La estructura de la antena logarítmica periódica le confiere diferentes características de radiación a distintas frecuencias. Al variar la frecuencia, también varían la dirección de la radiación y el ancho del haz. Esto significa que las antenas logarítmicas periódicas pueden escanear y ajustar los haces en una amplia banda de frecuencias.

Ventajas de las antenas log-periódicas

1. Características de banda ancha: La antena log-periódica es una antena de banda ancha que puede cubrir múltiples bandas de frecuencia. Su estructura log-periódica le permite tener características de radiación similares en todo el rango de frecuencias, eliminando la necesidad de cambiar de frecuencia o reemplazar la antena, lo que mejora la flexibilidad y la eficiencia del sistema.

2. Alta ganancia y eficiencia de radiación: Las antenas log-periódicas suelen tener alta ganancia y eficiencia de radiación. Su estructura permite resonancia en múltiples rangos de frecuencia, lo que proporciona una alta capacidad de radiación y recepción.

3. Control de directividad: Las antenas log-periódicas suelen ser direccionales, es decir, tienen mayor capacidad de radiación o recepción en ciertas direcciones. Esto las hace adecuadas para aplicaciones que requieren una directividad de radiación específica, como comunicaciones, radar, etc.

4. Simplificar el diseño del sistema: Dado que las antenas log-periódicas pueden cubrir un amplio rango de frecuencias, se puede simplificar el diseño del sistema y reducir el número de antenas. Esto ayuda a reducir el costo del sistema, la complejidad y la confiabilidad.

5. Rendimiento antiinterferente: La antena log-periódica ofrece un buen rendimiento antiinterferente en una amplia banda de frecuencia. Su estructura permite que la antena filtre mejor las señales de frecuencia no deseadas y mejore la resistencia del sistema a las interferencias.

En resumen, al diseñar con precisión la longitud y el espaciado de las láminas metálicas, la antena logarítmica periódica puede funcionar en múltiples rangos de frecuencia resonante, con características de banda ancha, alta ganancia y eficiencia de radiación, control de directividad, diseño de sistema simplificado y antiinterferencias. Esto hace que las antenas logarítmicas periódicas se utilicen ampliamente en comunicaciones inalámbricas, radar, investigación científica y otros campos.