Logarithmisch-periodische Antenne

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Logarithmisch-periodische Antenne für 250 MHz bis 2,4 GHz

Eine logarithmisch-periodische Antenne, abgekürzt LPDA für logarithmisch-periodische Dipolantenne, kurz auch als Logper bezeichnet, ist eine Breitbandantenne, die aus einer Anzahl von Dipolantennen besteht, deren Länge und Abstand zur Strahlungsrichtung hin abnehmen.

Die Besonderheit der LPDA liegt in ihrer Breitbandigkeit bei gleichzeitiger Richtwirkung. LPDA vereinen die Vorteile von herkömmlichen schmalbandigen Yagi-Antennen und breitbandigen Schmetterlingsantennen. Der erzielbare Antennengewinn liegt aber unter dem gleich großer Yagi-Antennen. Die logarithmisch-periodische Antenne wurde 1957 von Raymond H. DuHamel und Dwight E. Isbell entwickelt.[1]

Aufbau und Funktion[Bearbeiten]

Schematischer Aufbau einer Logarithmisch-periodische Antenne

LPDA können aus Drähten, festen Stäben als auch in Form von Leiterbahnen auf einer Isolierstoffplatte gebaut werden, die über eine alle Elemente verbindende Leitung erregt werden. Die speisende Leitung kann aus einer Streifenleitung, einer Bandleitung oder aus den Stützträgern bestehen: Hierbei sind in Längsrichtung der Antenne an zwei parallelen Trägern (sogenannten booms) in bestimmten Abständen wechselseitig Dipol-Elemente angebracht. LPDAs bestehen somit aus einer räumlichen Abfolge von Faltdipolen, die mit einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen jedem Faltdipol gekreuzt sind, um die Dipole phasenrichtig zu erregen.

Wesentliches Kriterium für die Dimensionierung der logarithmisch-periodischen Antenne sind zwei Geometrieparameter:[2]

  1. Der räumliche Abstand der einzelnen Dipole, welcher eine logarithmische Funktion darstellt und Namensgeber dieser Antennenbauform ist. Dieser Abstand nimmt zur Spitze der Antenne ab.
  2. Die Länge der einzelen Dipolelemente. Die Länge nimmt zur Spitze hin ebenfalls ab, was bei breitbandigen Antennen in Aufsicht auf die Kontur der Antenne eine Dreiecksform ergibt.

Der Speisepunkt der LPDA befindet sich an der Spitze der Antenne bei dem kleinsten Element. Die auf der erregenden Leitung zurücklaufende Hochfrequenzwelle findet die passenden in Resonanz befindlichen Dipole und wird vorrangig dort abgestrahlt. Durch die davor befindlichen zu kurzen Elemente wird die Welle nur unwesentlich beeinflusst. LPDA weisen über einen großen Frequenzbereich hinweg einen gleichmäßigen Antennengewinn und auch eine gute Impedanzanpassung auf. Auch ohne parasitäre Elemente, die als Reflektoren oder Direktoren dienen, erreichen LPDA ein hohes Vor-Rück-Verhältnis (VRV). Teilweise werden zusätzliche Reflektoren verwendet, um das VRV bei niedrigen Frequenzen zu verbessern. Vorgesetzte Direktoren verbessern den Antennengewinn bei hohen Frequenzen.

Durch unterschiedliche Steigung des Elementeabstands und der -länge lassen sich sowohl extrem breitbandige LPDA mit geringerem Gewinn als auch weniger breitbandige LPDA mit höherem Gewinn herstellen. Der Antennengewinn hängt zudem von der Anzahl der Dipolelemente ab. Er beträgt in etwa 6 dB bis 10 dB.

Anwendungen[Bearbeiten]

Anwendungen liegen bei der Breitbandkommunikation, als Fernseh-Empfangsantennen da entsprechende Antennen sowohl im Ultrakurzwellen- (VHF) als auch im Dezimeterwellen-Bereich (UHF) arbeiten können, bei Messungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) in Prüflabors, bei militärischer und ziviler Funkkommunikation wie Amateurfunk, sowie als mobile Anwendung an Peilgeräten zum Orten von Funkstörungen.

Literatur[Bearbeiten]

  •  Gerd Klawitter: Antennenratgeber Empfangsantennen für alle Wellenbereiche.. 6. Auflage. Verlag für Technik und Handwerk, Baden-Baden 2005, ISBN 3-88180-613-X.
  •  John D. Kraus, Ronald J. Marhefka: Antennas for all applications. 3. Auflage. McGraw-Hill, 2002, ISBN 0-07-112240-0.

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Logarithmisch-periodische Antennen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Raymond H. DuHamel, Dwight E. Isbell: Broadband logarithmically periodic antenna structures. In: IRE International Convention Record, 1957, Seiten 119–128.
  2. The Log-Periodic Dipole Array. Abgerufen am 8. Januar 2015 (PDF).