一、对数天线原理

对数天线是对数周期天线，它是一种非频变天线，所谓非频变是指天线的阻抗、方向图、增益、驻波比等电特性随频率的对数成周期性变化，并在很宽的频带内保持基本不变

工作原理从概念上理解较为容易：天线的方向特性、阻抗特性等均为电尺寸的函数。对数周期天线各振子尺寸满足 ln+1/ln=τ，即要求这些频率满足λn+1/λn=τ或fn+1/fn=1/τ。若τ接近于1，则满足以上要求的天线工作频率就趋近连续变化。若天线的几何结构为无限大且无限精细，那么该天线的工作频带就可以达到趋近无穷。

它是根据以下阐述的理论构建而成的：当天线按照某一特定的比例因子

变换后，仍为其原来的结构。这样，出现在频率

f和

T的天线性能，将在t

f和

t²f的频率范围内重复出现，依次类推，天线的电性能将在很宽的频率范围内作周期性的变化。因此若能做到在f~

Tf频带内天线性能指标变化较小，那么就有可能达到非频变天线的要求。同时对数周期天线又是一种线极化天线，电场的极化方向平行于振子的方向。因而使得对数周期天线具有宽频带特性和线极化特性，所以应用其作为电晕放电信号探测系统是天线部分的最优选择。

二、对数周期天线的详解

用对数周期结构形成的天线。对数周期结构是由尺寸不同而形状相似的很多个单元组成的一个系统，各单元的尺寸和位置满足下式（图中d）

式中i=1，2，3，…，相应于单元的三维序号；n是单元序号；Rn是第n个单元的坐标；τ(<1)称为比例因子。

若两副天线的几何形状相似，而尺寸相差τ倍,当工作频率也相差 τ倍并且它们的辐射电阻远大于损耗电阻时,则这两副天线的电参数相同,这就是相似原理。根据这个原理，对数周期天线的输入阻抗和方向性等电参数应按频率的对数作周期性重复,重复周期为lnτ。在频带(f，τf)范围内，天线的电参数是有变化的，但当τ接近于1时，这种变化很小。实验表明,即使τ不接近于1，这种变化也不大,因而对数周期天线具有很宽的频带。 对数周期天线有多种结构形式，图中为常见的四种。图d的形式应用最广,为对数周期偶极天线，简称LPD天线,它是由多个对称振子和两根传输线导体按图中形式构成。这种天线的振子长度和位置都满足对数周期结构的要求。振子直径对天线的辐射只起次要作用，为便于制作，可以适当放宽对数周期结构的要求。

对某一工作频率而言，对数周期天线只有一部分结构起主要的辐射作用。以对数周期偶极天线为例，起主要辐射作用的结构是长度约等于 λ/4的那几个振子，因为它们的电流比其余的大得多，这一部分振子称为有效区。当工作频率由低到高变化时，有效区将从长振子向短振子移动。天线的通频带的下限决定于最长的振子，上限决定于最短的振子。在整个通频带范围内，天线的输入阻抗和方向性基本不变。对数周期偶极子天线的最大辐射方向是图d中的箭头方向。

对数周期天线主要用在超短波波段，也可作为短波通信天线和中波、短波的广播发射天线。此外，对数周期天线还可用作微波反射面天线的馈源。由于有效区随工作频率变化而移动，在安装时须使整个工作频带内有效区与焦点的偏离都在公差的允许范围之内。

三、对数周期天线是行波天线吗

对数周期天线是一种非频变天线，所谓非频变是指天线的阻抗、方向图、增益、驻波比等电特性随频率的对数成周期性变化，并在很宽的频带内保持基本不变。

中文名

对数周期天线

外文名

Logarithmic cycle antenna

性质

周期天线

属性

天线

特点

宽频带

简介结构工作原理电特性TA说

简介

它是根据以下阐述的理论构建而成的：当天线按照某一特定的比例因子

变换后，仍为其原来的结构。这样，出现在频率

f和

的天线性能，将在

f和

f的频率范围内重复出现，依次类推，天线的电性能将在很宽的频率范围内作周期性的变化。因此若能做到在f~

f频带内天线性能指标变化较小，那么就有可能达到非频变天线的要求。同时对数周期天线又是一种线极化天线，电场的极化方向平行于振子的方向。因而使得对数周期天线具有宽频带特性和线极化特性，所以应用其作为电晕放电信号探测系统是天线部分的最优选择。[1]

图1对数周期天线

结构

如图2所示，对数周期天线是由N 个平行排列的对称振子按照结构周期率构成的，有如下关系式

式中：

，

，

分别是两相邻振子的间距、虚顶点至最长振子之间的距离、天线的几何顶点到第n个振子的垂直距离；振子的序号为n。

对数周期偶极子天线的整体结构要决定于周期率和结构张角2α。当周期率和2α确定后，对数周期天线的几何结构也就确定了。由于Rn+1=

Rn以及Rn=(ln/2)cotα。

所以

图2对数周期天线结构示意图

因此，在确定天线的设计参数时。只要知道了，

，2α 和σ任意两个，天线的几何结构和电特性也就确定了。天线长度L=(l1/2)cotα，因此张角α增大天线长度大大减小。

为了保证天线在两端频率能满足要求，通常采用频带的高端和低端截止常数来设计高、低端偶极子的长度，并由此确定所需的偶极子数。最长的偶极子长度为L1=K1λL。λL是最长的工作波长，K1是低端截止常数，K2是高端的截止常数，两参量由经验公式可分别得出为

K1=1.01-0.519

对数周期天线的最短的偶极子长度是LU=K2λU，此式中λU是最短工作的波长。用两个截止常数及频带的最高和最低频率可求得天线上偶极子数目。[1]

工作原理

对数周期天线具有极宽的工作带宽，可达到10∶1或更宽。其工作原理从概念上理解较为容易：天线的方向特性、阻抗特性等均为电尺寸的函数。对数周期天线各振子尺寸满足 ln+1/ln=τ，即要求这些频率满足λn+1/λn=τ或fn+1/fn=1/τ。若τ接近于1，则满足以上要求的天线工作频率就趋近连续变化。若天线的几何结构为无限大且无限精细，那么该天线的工作频带就可以达到趋近无穷。

对数周期天线辐射线极化电磁波，其极化方向与振子方向平行。对数周期天线的辐射区主要为一个振子，此区域的振子长度约为λ/2，具有较强的激励，起主要辐射作用。当工作频率变化时，辐射区域会在天线上前后移动（例如频率增加时向短振子一端移动），保持其电性能不变。

根据对数周期天线各部分对称振子的工作情况，可以把整个天线分成三个工作区：除辐射区外，从电源到辐射区之间的部分称为传输区；辐射区后的部分称为非激励区。下面简要介绍三个工作区的情况：（a）在传输区，各对称振子的电长度很短，振子的输入阻抗（容抗）大，因而激励电流很小，所以振子的辐射很弱，主要起传输线作用。（b）在非激励区，由于辐射区的对称振子处于谐振状态，振子的激励电流大，已将传输线传送的大部分能量辐射出去，所以该区对称振子的激励电流变得很小，该现象即前面提到的电流截断现象。（c）在辐射区，通常把它定义为激励电流值等于最大激励电流 1/3 的两振子之间的区域。该区域的振子数 N原则上由几何参数τ和σ决定，可由经验公式近似确定：

其中 K1和 K2表示为工作频带高端和低端的截断常数，由下列经验公式确定

K1=1.01-0.519

辐射区的振子数一般不少于三个。辐射区内的振子数越多，天线的方向性就越强，增益也会越高。为了简明地分析辐射区的工作原理，这里只取三个振子作为代表，如图3和图4所示。从矢量的合成上可以看出 a，c 振子对 b 振子辐射场具有增强作用。

图3对数周期天线的工作原理图 （a）辐射区结构图

图4对数周期天线的工作原理图（b)辐射区矢量图

电特性

对数周期天线的电特性主要包括输入阻抗、方向图与方向系数、极化和带宽等，下面将从这几方面分别进行阐述。

1、输入阻抗

编辑

传视频

TA说

目录

在

四、对数周期天线是什么

给你说的这些可能有些晦涩，但还是想请你耐心看下去。 要问对数周期天线的用途，无非就是可以进行通讯传输，接收和发射通讯信号。但是通讯信号分好多种，如长波、中波、短波之分。而对数周期天线则是一种可以接收发送中、短波信号的通讯天线。它可以用于点对点通信，也可以用于科技数字讯号测定，用途广泛，简单举例，可以作为有线电视天线，也可以接收电台信号，还可以用于发送数字基站的科技讯号，还可以用于辐射测量设施雷达的效用等。 要看辐射性，则首先要看辐射类型了，辐射决定了辐射能量的分配，是天线所有特性中最重要的因素，它包括全向型和方向型。而对数周期天线可以使用在多种频率和仰角上，且安装配件完美,防水性能好，是全向型天线，但因此也说明辐射力度较大。其实如果考虑到对人体的辐射的话，基本完全可以忽略不计，因为一般天线设施都在高空或者特殊位置，离人体很远啊。如果考虑辐射是想知道传输效果的话，那对数周期天线则是一个很好的选择。文中你说你家住顶层而且正好在我家窗子上面，这样的话就不好了，因为离你家太尽，且中短波穿透力较强，辐射性还是比较大了点，最好要求其搬离你家窗户。将天线放在别人家窗户边上，也很不道德。他应该首先考虑是楼顶某处离住户很高远的位置才对！ 对数周期天线主要接收是中、短波信号。它适合于中、短波通信，利用天波信号，效率高，接近于发射期望值。与其它高增益天线相比，对数周期天线方向性更强，但对无用方向信号的衰减更大。这没有关系，因为是无用信号嘛，无用则弃之，只高效接收有用的就好。 说到这里了，又跟你提了一个天波的名词。其实电波在传输的时候有三种传输方式：地波（地表面波）传播、直射波传播和天波传播。具体如下： 沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。其传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱（波长越短，减弱越快），因而传播距离不远。但地波不受气候影响，可靠性高。超长波、长波、中波无线电信号，都是利用地波传播的。短波近距离通信也利用地波传播。 直射波传播：直射波又称为空间波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。直射波传播距离一般限于视距范围。在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波通信就是利用直射波传播的。在地面进行直射波通信，其接收点的场强由两路组成：一路由发射天线直达接收天线，另一路由地面反射后到达接收天线，如果天线高度和方向架设不当，容易造成相互干扰（例如电视的重影）。 天波传播：天波是由天线向高空辐射的电磁波遇到大气电离层折射后返回地面的无线电波。电离层只对短波波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波远距离通信。 由天波的工作原理可见，天波是需要极强的辐射性的，而正如开始所言，对数周期天线利用的是天波传输，所以仍有前文相同结论：辐射性较强。 至于对数周期天线的书面名字解释，我想就不必多说了吧。因为已经有人替我回答了。而且你在补充中也说了，不是要专业术语，要的是具体的如你所言的问题的答案。不知道我的回答你满意吗？呵呵，希望可以帮助到你。毕竟水平有限，不足之处，还请包涵。祝你每天开心！~

五、对数周期天线的简介

对数周期天线是定向板状天线的一种，常用于室内分布和电梯信号覆盖。

是一种宽频带天线，或者说是一种与频率无关的天线。

偶极子由一均匀双线传输线来馈电，传输线在相邻偶极子之间要调换位置。这种天线有一个特点：凡在f频率上具有的特性，在由τⁿf给出的一切频率上将重复出现，其中n为整数。这些频率画在对数尺上都是等间隔的，而周期等于τ的对数。对数周期天线之称即由此而来。对数周期天线只是周期地重复辐射图和阻抗特性。但是这样结构的天线，若τ不是远小于1，则它的特性在一个周期内的变化是十分小的，因而基本上是与频率无关的。

对数周期天线种类很多，有对数周期偶极天线和单极天线、对数周期谐振V形天线、对数周期螺旋天线等形式，其中最普遍的是对数周期偶极天线。这些天线广泛地用于短波及短波以上的波段。