L'antenne log-périodique est une antenne à large bande dont le principe de fonctionnement repose sur la résonance et une structure log-périodique. Cet article vous présentera les antennes log-périodiques sous trois angles : leur historique, leur principe de fonctionnement et leurs avantages.

L'histoire des antennes log-périodiques

L'antenne log-périodique est une antenne à large bande dont la conception repose sur une structure log-périodique. L'histoire des antennes log-périodiques remonte aux années 1950.

L'antenne log-périodique a été inventée en 1957 par les ingénieurs américains Dwight Isbell et Raymond DuHamel. Lors de leurs recherches aux laboratoires Bell, ils ont conçu une antenne à large bande capable de couvrir plusieurs bandes de fréquences. La structure de cette antenne repose sur une géométrie log-périodique, ce qui lui confère des caractéristiques de rayonnement similaires sur toute la gamme de fréquences.

Au cours des décennies suivantes, les antennes log-périodiques ont été largement utilisées et étudiées. Elles sont employées dans des domaines tels que les communications sans fil, la réception de la télévision et de la radio, les systèmes radar, les radiomesures et la recherche scientifique. Leur large bande passante leur permet de couvrir plusieurs bandes de fréquences, réduisant ainsi le besoin de commutation de fréquence et de remplacement d'antenne, et améliorant la flexibilité et l'efficacité du système.

Le principe de fonctionnement d'une antenne log-périodique repose sur sa structure particulière. Elle se compose d'une série de plaques métalliques alternées, dont la longueur et l'espacement augmentent selon une période logarithmique. Cette structure permet à l'antenne de générer des différences de phase à différentes fréquences, assurant ainsi un rayonnement à large bande.

Avec les progrès technologiques, la conception et la fabrication des antennes log-périodiques se sont améliorées. Les antennes log-périodiques modernes utilisent des matériaux et des procédés de fabrication de pointe pour optimiser leurs performances et leur fiabilité.

Son principe de fonctionnement peut être brièvement décrit comme suit

1. Principe de résonance : La conception des antennes log-périodiques repose sur le principe de résonance. À une fréquence spécifique, la structure de l’antenne forme une boucle de résonance, lui permettant de recevoir et d’émettre efficacement des ondes électromagnétiques. En dimensionnant précisément la longueur et l’espacement des armatures métalliques, les antennes log-périodiques peuvent fonctionner dans plusieurs gammes de fréquences de résonance.

2. Différence de phase : Le rapport log-périodique entre la longueur et l’espacement des éléments métalliques de l’antenne log-périodique induit une différence de phase à différentes fréquences pour chaque élément. Cette différence de phase est à l’origine du comportement résonant de l’antenne à différentes fréquences, permettant ainsi un fonctionnement à large bande. Les éléments métalliques les plus courts réagissent aux hautes fréquences, tandis que les plus longs réagissent aux basses fréquences.

3. Balayage du faisceau : La structure de l’antenne log-périodique lui confère des caractéristiques de rayonnement différentes selon les fréquences. Lorsque la fréquence change, la direction et la largeur du faisceau de l’antenne varient également. Ainsi, les antennes log-périodiques peuvent balayer et ajuster leur faisceau sur une large bande de fréquences.

Avantages des antennes log-périodiques

1. Caractéristiques à large bande : L’antenne log-périodique est une antenne à large bande capable de couvrir plusieurs bandes de fréquences. Sa structure log-périodique lui confère des caractéristiques de rayonnement similaires sur toute la gamme de fréquences, éliminant ainsi le besoin de commutation de fréquence ou de remplacement d’antenne, et améliorant la flexibilité et l’efficacité du système.

2. Gain et rendement de rayonnement élevés : Les antennes log-périodiques présentent généralement un gain et un rendement de rayonnement élevés. Leur structure permet la résonance sur plusieurs bandes de fréquences, offrant ainsi de puissantes capacités de rayonnement et de réception.

3. Contrôle de la directivité : Les antennes log-périodiques sont généralement directionnelles, c’est-à-dire qu’elles présentent des capacités de rayonnement ou de réception plus importantes dans certaines directions. De ce fait, elles conviennent aux applications exigeant une directivité de rayonnement spécifique, telles que les communications, les radars, etc.

4. Simplification de la conception du système : Les antennes log-périodiques couvrant une large bande de fréquences, la conception du système peut être simplifiée et le nombre d’antennes réduit. Ceci contribue à diminuer le coût et la complexité du système, tout en améliorant sa fiabilité.

5. Performances anti-interférences : L’antenne log-périodique présente de bonnes performances anti-interférences sur une large bande de fréquences. Sa structure lui permet de mieux filtrer les signaux de fréquences indésirables et d’améliorer la résistance du système aux interférences.

En résumé, grâce à une conception précise de la longueur et de l'espacement des feuilles métalliques, l'antenne log-périodique peut fonctionner sur plusieurs bandes de fréquences de résonance, offrant ainsi une large bande passante, un gain et un rendement de rayonnement élevés, un contrôle de la directivité, une conception système simplifiée et une excellente résistance aux interférences. De ce fait, les antennes log-périodiques sont largement utilisées dans les communications sans fil, les radars, la recherche scientifique et d'autres domaines.