Quelltext der Seite Logarithmisch-periodische Antenne

[[Datei:Schwarzbeck UHALP 9108 A.jpg|mini|Elektrische logarithmisch-periodische Antenne für 250&nbsp;MHz bis 2,4&nbsp;GHz]]
[[Datei:-ant-LPDA-1030-1090MHz-SSR-antenna-array-SRT4-Tfk.png|mini|390x390px|LPDA-Antennen-Elemente eines SSR-Antennen-Array, die für die Nutzung von 1030&nbsp;MHz / 1090&nbsp;MHz von einem SSR-Interrogator SRT-4 (Telefunken) optimiert waren. Sie bestehen aus doppelseitigen, mit Kupfer kaschierten Leiterplatte (en. '''''P'''rinted '''C'''ircuit '''B'''oard'', PCB) ]]
'''Log'''arithmisch'''-per'''iodische '''Antennen''' (abgekürzt logper Antennen)'', oder'' '''log'''arithmisch-'''per'''iodische Antennen-'''Arrays''' '''('''abgekürzt '''log-periodic''' '''Array''') sind relativ [[Bandbreite|breitbandige]] Gruppen-Antennen und können sowohl als elektrische ''log-periodic Arrays''<ref name="duha1" /><ref name=":0">{{Literatur |Titel=EDL-M1016, Technical Report ECOM-01829-M1016, Log-Periodic Antenna Techniques, L. G. Bullock,  C. T. Elfving, S. K. Miller, 1967.April |Online=https://apps.dtic.mil/sti/tr/pdf/AD0649838.pdf |Abruf=2025-08-07}}</ref> als auch als magnetische ''Log-periodic Arrays''<ref>{{Literatur |Titel=The letter-rack antenna – A wide-band flush-mounted antenna of log-periodic design, R. Mittra; M. Wahl, IRE International Convention Record, 1958}}</ref><ref>{{Patent| Land=US| V-Nr=3259905| Code=A| Titel=Flush-mounted balanced log-periodic antenna| A-Datum=1964-04-15| V-Datum=1966-07-05| Anmelder=Lockheed Aircraft Corp| Erfinder=Paul F. Stang}}</ref> gebaut werden. Breitbandige elektrische und magnetische logarithmisch-periodische Antennenstrukturen wurden ab 1957 von mehreren Autoren beschrieben und zum Teil auch patentiert.

Ferner können ''Log-periodic Arrays'' sowohl für horizontale als auch für vertikale Antennen-[[Polarisation]] ausgelegt werden, oder für gleichzeitige Nutzung von horizontaler und vertikaler Antennen-Polarisation auch aus 2 gekreuzten ''log-periodic Arrays'' bestehen.

''Log-periodic Arrays'' haben folgende Vorteile:
* Es sind große ''relative [[Bandbreite]]n'' von bis zu 30:1 möglich.<ref name=":1">{{Literatur |Titel=Produkte & Verfahren Mess- & Prüfmittel, Gestockte Logarithmisch-Periodische Antennen, Dipl.-Ing. Dieter Schwarzbeck, EMC Kompendium 2002 S. 141 ff. |Online=https://www.schwarzbeck.info/Datenblatt/stlpinfo.pdf |Abruf=2025-08-10}}</ref>
* Es sind omnidirektionale Strahlungsdiagramme realisierbar, z.&nbsp;B. [[Spiralantenne|logarithmische Spiralantennen]], oder
* [[Richtcharakteristik|Strahlungsdiagramme]] mit [[Richtwirkung]] realisierbar, z.&nbsp;B. bei mit einem [[Antennengewinn]] von ca. 7 [[Bezugsantenne|dBi]] in Hauptstrahlrichtung und [[Halbwertsbreite]]n (−3 dB Breite) des Antennendiagramms von bis zu ca. 60° in der E- und ca. 120° in der H-Ebene.<ref name=":1" />
Schmalere Antennenkeulen sind durch Optimierung einzelner Parameter oder andere Bauformen möglich.
Bekannt sind vor allem ''Log-Periodic Dipole Arrays'' in der Form von elektrischen ''logarithmisch-periodische Dipolantennen'' (LPDA), die aus einer variierenden Anzahl von [[Dipolantenne]]n bestehen, deren Länge und Abstand zur Strahlungsrichtung mit einer Winkelfunktion abnehmen.

Elektrische ''Log-Periodic Arrays'' können auch für schmalbandige Anwendung und kleinere Öffnungswinkel der Antennenkeule optimiert werden, z.&nbsp;B. für den Betrieb auf 1030&nbsp;MHz/1090 MHz. Die in Antennen-Arrays eines [[Sekundärradar]]-Interrogators (Abfrager), z.&nbsp;B. SRT-4 von Telefunken, verwendeten LPDA-Antennenelemente bestanden aus einer doppelseitigen, mit Kupfer kaschierten [[Leiterplatte]] (en. '''''P'''rinted '''C'''ircuit '''B'''oard'', PCB, s. Bild).<ref name=":2">{{Literatur |Titel=Ortung, Sekundärraradantennen, Informationsblatt IB 800, Telefunken}}</ref> Auf einer Länge von 288&nbsp;mm wurden 10 Dipolelemente verwendet, wobei der kürzeste Dipol eine Länge von 72&nbsp;mm und der längste Dipol eine Länge von 130&nbsp;mm Länge besitzt. Die beiden Hälften der LPDA-Struktur waren auf der Ober und Unterseite der [[Teflon]]-Leiterplatte heraus-geätzt worden. Die Leiterplatte wurde um die einzelnen Dipol-Elemente zusätzlich ausgefräst, mit dem Ziel für Sekundärradar-Interrogatoren zu nutzen, die Spitzen-Senderausgangsleistungen (engl. Peak Envelope Power, PEP) von bis zu 5000 Watt haben.<ref name=":2" /> Messungen ergaben eine Halbwertsbreite bei −3 dB Abfall des [[Antennengewinn|Gewinns]] 48° in der E- und ca. 79° in der H-Ebene, bei einem Freiraum-Gewinn von 7,4 dBi bei theoretisch 8,19 dBi.<ref>{{Literatur |Titel=Streifzug durch den Antennenwald, VHF-UHF-Antennenmeßtechnik, Günther Schwarzbeck, DL1BU, cqDL 1981.01, S. 9 ff.}}</ref>

Eine weitere Sonderform stellt der Vorschlag zu einem vertikal polarisierten ''log-periodic Monopole Array'' für 4&nbsp;MHz bis 20&nbsp;MHz dar, bei dem die eine Hälfte des Arrays senkrecht auf dem Erdboden oder einer leitenden Fläche aufgebaut wird, während die zweite Hälfte horizontal abgeknickt wird, um die Antennenhöhe zu halbieren.<ref>{{Literatur |Titel=Log Periodic Monopole Array, D. G. Berry and F. R. Ore, 1958, 1958 IRE International Convention Record}}</ref>

== Aufbau und Funktion ==
[[Datei:Antenne-logper1.svg|mini|Schematischer Aufbau einer elektrischen logarithmisch-periodischen Antenne]]
'''Elektrische log-periodic Arrays'''

LPDA-Antennen können aus Drähten, festen Stäben als auch in Form von Leiterbahnen auf einer Platine aufgebaut 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 gestreckten Dipolen, die mit einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen jedem gestreckten Dipol gekreuzt sind, um die Dipole [[Phasenverschiebung|gegenphasig]] zu erregen. Die Dipole sind durch die elektrischen und magnetischen Wechselfelder, im [[Nahfeld und Fernfeld (Antennen)|Nahfeld]], [[Gekoppelte Schwingung|gekoppelt]], wodurch eine wesentlich höhere Bandbreite erreicht wird.

Wesentliches Kriterium für die Dimensionierung der logarithmisch-periodischen Antenne sind zwei Geometrieparameter:<ref name="logp1" />
# Der räumliche Abstand der einzelnen Dipole, welcher eine logarithmische Funktion darstellt und Namensgeber dieser Antennenbauform ist. Dieser Abstand nimmt zur Spitze der Antenne ab.
# Die Länge der einzelnen 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. An diesem Punkt haben alle Dipole nahezu die gleiche Impedanz für die gesamte Frequenz-Bandbreite der Antenne. 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-Antennen weisen über einen großen Frequenzbereich hinweg einen gleichmäßigen Antennengewinn und auch eine gute [[Impedanzanpassung]] auf. Auch ohne [[Parasitäres Element|parasitäre Elemente]], die als Reflektoren oder Direktoren dienen, erreichen LPDA ein hohes [[Antennendiagramm#Vor-Rück-Verhältnis|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 Abstands und der Länge der Antennen-Elemente lassen sich sowohl extrem breitbandige LPDA mit geringerem Gewinn als auch weniger breitbandige LPDA-Antennen mit höherem Gewinn herstellen. Der Antennengewinn hängt zudem von der Anzahl der Dipolelemente ab. Er beträgt circa 6&nbsp;dB bis 10&nbsp;dB.

Im Gegensatz zu einer [[Yagi-Uda-Antenne]], bei der nur ein Element gespeist wird, werden bei der logarithmisch-periodischen Antenne alle Elemente gespeist.
[[Datei:Antenna yagi log comparison.png | mini | rechts | Vergleich der Speisung von Yagi-Uda-und Logarithmisch-Periodischer Antenne]]

== Anwendungen ==
Anwendungen liegen bei der [[Breitbandkommunikation]], als [[Fernsehen|Fernseh]]-Empfangsantennen, da entsprechende Antennen sowohl im [[Ultrakurzwelle]]n- (VHF) als auch im [[Dezimeterwelle]]n-Bereich (UHF) arbeiten können, bei Messungen zur [[Elektromagnetische Verträglichkeit|elektromagnetischen Verträglichkeit]] (EMV) in Prüflabors, bei militärischer und ziviler Funkkommunikation wie [[Amateurfunkdienst|Amateurfunk]] sowie als mobile Anwendung an Peilgeräten zum Orten von Funkstörungen.

Eine leicht abgewandelte Version der logarithmisch-periodischen Antenne findet man auch in der [[Veranstaltungstechnik]]. Für Funkmikrofone und in umgekehrter Richtung für drahtloses In-Ear-Monitoring werden sie verwendet, da durch die Richtwirkung (ca. 100°) das Signal verstärkt wird. Deswegen heißt die Antenne in der Veranstaltungstechnik auch Richtantenne oder Paddelantenne.

== Literatur ==
* {{Literatur
   |Autor=Gerd Klawitter
   |Titel=Antennenratgeber Empfangsantennen für alle Wellenbereiche.
   |Auflage=6.
   |Verlag=Verlag für Technik und Handwerk
   |Ort=Baden-Baden
   |Datum=2005
   |ISBN=3-88180-613-X}}
* {{Literatur
   |Autor= [[John D. Kraus]], Ronald J. Marhefka
   |Titel=Antennas for all applications
   |Auflage=3.
   |Verlag=McGraw-Hill
   |Datum=2002
   |ISBN=0-07-112240-0}}

== Weblinks ==
{{Commonscat|Log-periodic antennas|Logarithmisch-periodische Antennen|audio=0|video=0}}
* [http://www.wolfgang-rolke.de/antennas/ant_400.htm Entwicklung einer logarithmisch-periodischen Dipolantenne]
* [https://www.dl9hcg.a36.de/ Selbstbau von logarithmisch-periodischen Duoband-Dipolantennen]
* [http://www.changpuak.ch/electronics/lpda.html Logarithmic Periodic Dipole Antenna Calculator]
* [https://fesararob.de/HTML_RF/Antennen_Rifu.html Betriebsgeschichte ROBOTRON Radeberg; Richtfunktechnik 1947–1991: Logarithmisch-periodische Dipolantennen LPDA]

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="duha1">
Raymond H. DuHamel, Dwight E. Isbell: ''Broadband logarithmically periodic antenna structures.'' In: IRE International Convention Record, 1957, S.&nbsp;119–128.
</ref>
<ref name="logp1">
{{Internetquelle |url=https://www.salsburg.com/Log-Periodic.pdf |titel=The Log-Periodic Dipole Array |format=PDF |abruf=2015-01-08}}
</ref>
</references>

[[Kategorie:Gruppenantenne]]
[[Kategorie:Funkpeilung]]