Оснащение производства
Промышленный контроль
Лаборатория и Тестирование
Связь и Телекоммуникации
Безопасность и Спецтехника
Энергетика и Электротехника
Корзина 
Как устроена логопериодическая антенна
Антенна собрана из ряда полуволновых вибраторов на двухпроводной собирательной линии. Длины вибраторов и расстояния между ними растут от одного конца к другому в постоянном отношении τ (обычно 0,8–0,95). Соседние вибраторы подключены к линии «накрест», со сменой фазы, а кабель подводится к короткому концу. На каждой частоте резонируют два-три вибратора длиной около половины волны — это активная область. Остальные почти не участвуют: длинные позади активной области работают как рефлекторы, короткие впереди — как директоры.
С ростом частоты активная область сдвигается к короткому концу, но её устройство не меняется: те же два-три вибратора в том же отношении размеров. Поэтому параметры антенны — усиление, ширина луча, КСВН — почти одинаковы во всём диапазоне и повторяются периодически по логарифму частоты. Отсюда и название: логарифмически-периодическая антенна.
Логопериодическая антенна или антенна Яги
Внешне обе антенны похожи на «ёлочку» из вибраторов, но работают по-разному. В антенне Яги питается один вибратор, остальные пассивные и настроены на одну частоту. Поэтому Яги даёт большее усиление при той же длине, но только в узкой полосе. В логопериодической антенне питаются все вибраторы, и полоса определяется отношением длин самого длинного и самого короткого.
| Логопериодическая | Антенна Яги | |
|---|---|---|
| Полоса | Перекрытие в 3–10 раз (698–6000 МГц) | Один диапазон, единицы–десятки процентов |
| Усиление | 8–11 дБи, до 14 дБи у удлинённых | 9–15 дБи и выше при той же длине |
| Ровность по диапазону | Почти постоянное усиление и КСВН | Максимум на расчётной частоте |
| Когда выбирать | Несколько диапазонов, неизвестный оператор, измерения | Один известный диапазон, максимальная дальность |
Подробно об антеннах «волновой канал» — в статье об антенне Яги.
Диапазон: что значат цифры в обозначении
Нижнюю частоту антенны задаёт самый длинный вибратор: его длина близка к половине волны на нижней частоте. Верхнюю — самый короткий, причём с запасом: активная область должна поместиться целиком. Отсюда простая оценка размеров по нижней частоте:
| Нижняя частота | Длина волны | Самый длинный вибратор | Пример |
|---|---|---|---|
| 225 МГц | 1,33 м | около 0,67 м | KADAMM ALP-0204VH10KB: ширина 700 мм |
| 380 МГц | 0,79 м | около 0,4 м | KADAMM ALP-0305V11KB: 1160 × 360 мм |
| 698 МГц | 0,43 м | около 0,21 м | KADAMM ALP-0727V10KB: ширина 210 мм |
| 2300 МГц | 0,13 м | около 0,07 м | KADAMM ALP-2458V08KB: 157 × 88 мм |
Длина антенны (стрела) зависит от того, какое усиление нужно получить и насколько широк диапазон: чем ближе τ к единице и чем больше вибраторов, тем выше усиление и длиннее антенна. Поэтому исполнения с одинаковым диапазоном 698–2700 МГц бывают длиной 293 мм с усилением до 10 дБи и заметно длиннее с усилением 14 дБи.
Расчёт логопериодической антенны: порядок оценки
Для оценки пользуются методикой Каррела. Задают нижнюю и верхнюю частоты и желаемое усиление, по графикам подбирают τ и относительный шаг σ; число вибраторов N ≈ 1 + ln(Bs) / ln(1/τ), где Bs — рабочее перекрытие с запасом на ширину активной области. Длина самого длинного вибратора — около λmax/2, каждый следующий короче в τ раз, расстояния между ними тоже уменьшаются в τ раз. Такой расчёт даёт размеры с точностью до первой настройки; окончательные КСВН и диаграмму получают только измерением. Для объекта проще взять готовое исполнение с паспортными характеристиками.
Логопериодические антенны КАДАММ (KADAMM)
| Исполнение | Диапазон | Усиление | Поляризация, порты | Для чего |
|---|---|---|---|---|
| KADAMM ALP-0204VH10KB | 225–400 МГц | 9,5 дБи | верт. или гор., 1 | Радиосвязь VHF/UHF, измерения, мониторинг |
| KADAMM ALP-0305V11KB | 380–500 МГц | 11 дБи | верт., 1 | TETRA, DMR, LTE-450 |
| KADAMM ALP-0408V11KB | 400–800 МГц | 11 дБи | верт., 1 | UHF-радиосвязь, LTE-450, приём ТВ |
| KADAMM ALP-0727V10KB | 698–2700 МГц | 7,5–10 дБи | верт., 1 | Донорная антенна, 4G для модема |
| KADAMM ALP-0727V14 | 698–2700 МГц | 12–14 дБи | верт., 1 | Дальний приём 4G |
| KADAMM ALP-0738V11KB | 698–3800 МГц | 9,5–11 дБи | верт., 1 | 4G и 5G NR 3,5 ГГц |
| KADAMM ALP-0738X10KB | 698–3800 МГц | 10–10,5 дБи | ±45°, 2 | MIMO 2×2 |
| KADAMM ALP-0740V11 | 698–4000 МГц | 9,5–11,5 дБи | верт., 1 | 4G и 5G NR до 4 ГГц |
| KADAMM ALP-0740V14 | 698–4000 МГц | 12–14 дБи | верт., 1 | Дальний приём 4G и 5G |
| KADAMM ALP-0660V10KB | 617–6000 МГц | 9–10,5 дБи | верт., 1 | Все сотовые диапазоны и Wi-Fi 5 ГГц |
| KADAMM ALP-2458V08KB | 2300–5900 МГц | 8 дБи | верт. или гор., 1 | Wi-Fi 2,4/5 ГГц, LTE 2300/2600 |
| KADAMM ALP-3740VH10KB | 3700–4000 МГц | 10 дБи | верт. и гор., 2 | Частные сети 5G, MIMO |
Все исполнения и их таблицы по полосам — в разделе логопериодические антенны. Усиление указано по полосам: на нижних частотах диапазона оно обычно на 1–2 дБ меньше, чем на верхних.
Логопериодическая антенна для 4G и 5G
Для интернета на даче и для донорной антенны усилителя сотовой связи логопериодическая антенна удобна тем, что не нужно заранее знать диапазон оператора: 698–2700 МГц покрывает LTE-800, LTE-900, 1800, 2100 и 2600, а исполнения до 3800–4000 МГц — ещё и 5G NR в диапазоне 3,5 ГГц. Антенну наводят на базовую станцию; ширина луча 55–90° прощает неточность наведения больше, чем у параболической антенны.
- Сигнал средний, диапазон неизвестен — KADAMM ALP-0727V10KB или KADAMM ALP-0738V11KB.
- До вышки далеко — удлинённые KADAMM ALP-0727V14 и KADAMM ALP-0740V14 с усилением до 14 дБи.
- Модем MIMO 2×2 — KADAMM ALP-0738X10KB с поляризацией ±45° и двумя портами или две одинаковые антенны с разнесением.
- Нужен и Wi-Fi 5 ГГц — KADAMM ALP-0660V10KB до 6000 МГц.
О выборе антенны для модема и роутера — в статье об антенне 4G/5G для роутера, о донорной антенне усилителя — в статье об антенне для усилителя сотовой связи.
Логопериодическая антенна для цифрового ТВ
Эфирное цифровое ТВ DVB-T2 работает в диапазоне 470–790 МГц; его по частоте перекрывает KADAMM ALP-0408V11KB (400–800 МГц, 11 дБи). Учитывайте поляризацию: эфирное вещание в России ведётся в основном с горизонтальной поляризацией, а антенна в карточке указана с вертикальной. Логопериодическую антенну поворачивают на 90° вокруг оси, чтобы вибраторы легли горизонтально; возможность такого крепления для конкретного исполнения уточняйте у менеджера.
Поляризация на приёме должна совпадать с поляризацией передатчика. Если антенна повёрнута на 90°, потери могут составить 20 дБ и больше — сигнал «пропадает», хотя антенна наведена точно.
Радиосвязь, измерения и мониторинг
На нижних диапазонах логопериодическая антенна закрывает сразу несколько служб: KADAMM ALP-0204VH10KB — 225–400 МГц, KADAMM ALP-0305V11KB — 380–500 МГц (TETRA, DMR, LTE-450). Она выдерживает до 200 Вт, поэтому подходит и для передачи, а не только для приёма. В измерениях и радиомониторинге ценят ровную частотную характеристику: одна откалиброванная антенна заменяет набор узкополосных. Об антеннах для служебной радиосвязи — в статье об антеннах УКВ для TETRA, DMR и LTE-450.
Как выбрать исполнение
- Диапазон должен перекрывать все рабочие полосы с запасом по краям.
- Усиление — по дальности: 8–11 дБи для уверенного и среднего сигнала, 12–14 дБи для дальнего приёма.
- Поляризация и число портов — по оборудованию: один порт для обычного модема или усилителя, два порта (±45° или V+H) для MIMO.
- Мощность — для передачи: 50–200 Вт в зависимости от исполнения.
- Габариты и масса — по опоре: антенна на 225 МГц весит около 1,5 кг и имеет размах 700 мм, антенна на 698 МГц — около 1 кг и 210 мм.
Установка и наведение
- Антенну ставят коротким концом в сторону корреспондента: излучение направлено туда.
- Поляризация задаётся положением вибраторов: вертикальные вибраторы — вертикальная поляризация.
- Наводят по уровню сигнала или по SINR в интерфейсе модема: сначала по азимуту, затем по углу места.
- Кабель — как можно короче; на 2,6–3,8 ГГц каждый лишний метр съедает заметную часть усиления.
- Металлическая мачта не должна проходить между вибраторами: её крепят к стреле за задним концом.
- Грозозащита и заземление мачты обязательны — см. статью о грозозащите антенных трактов.
Частые ошибки
- Ожидать усиления параболической антенны. Широкая полоса оплачивается умеренным усилением; для дальней связи в одном диапазоне лучше Яги или параболическая антенна.
- Повернуть антенну не той поляризацией. Потери до 20 дБ.
- Направить длинным концом к вышке. Главный лепесток смотрит в сторону короткого конца.
- Взять антенну с нижней частотой выше рабочей. Ниже своей нижней частоты антенна резко теряет согласование: антенна от 698 МГц не работает на 450 МГц.
Модели
