アンテナ理論-らせん

Helical antennaはワイヤーアンテナの例であり、それ自体がらせんの形をしています。これはブロードバンドVHFおよびUHFアンテナです。

周波数範囲

ヘリカルアンテナの動作周波数範囲は 30MHz to 3GHz。このアンテナはで動作しますVHF そして UHF 範囲。

ヘリカルアンテナの構築と動作

Helical antennaまたはヘリカルアンテナは、導線がらせん状に巻かれ、フィーダーラインでグランドプレートに接続されているアンテナです。これは最も単純なアンテナであり、circularly polarized waves。衛星リレーなどが関与する地球外通信で使用されます。

上の画像は、衛星通信に使用されるヘリカルアンテナシステムを示しています。これらのアンテナには、より広い屋外スペースが必要です。

これは、アースプレートと呼ばれる平らな金属プレートと組み合わせてアンテナとして使用されるネジ山の形に巻かれた太い銅線またはチューブのらせんで構成されています。らせんの一端はケーブルの中心導体に接続され、外部導体は接地板に接続されます。

アンテナ部品の詳細を示すヘリカルアンテナの画像を上に示します。

らせんアンテナの放射は、らせんの直径、回転間隔、およびピッチ角に依存します。

Pitch angle らせんワイヤに接する線とらせん軸に垂直な平面との間の角度です。

$$ \ alpha = \ tan ^ {-1}（\ frac {S} {\ pi D}）$$

どこ、

D それは diameter らせんの。
S それは turn spacing （中心から中心へ）。
α それは pitch angle。

動作モード

ヘリカルアンテナの主な動作モードは次のとおりです。

Normal または放射の垂直モード。
Axial または放射のエンドファイアまたはビームモード。

それらについて詳しく説明しましょう。

ノーマルモード

通常の放射モードでは、放射フィールドはらせん軸に垂直です。放射波は円偏波です。この放射モードは、らせんの寸法が波長に比べて小さい場合に得られます。このヘリカルアンテナの放射パターンは、短いダイポールアンテナとループアンテナの組み合わせです。

上の図は、ヘリカルアンテナの通常モードの放射の放射パターンを示しています。

らせんの直径の値に依存します、 D とそのターン間隔、 S。この動作モードの欠点は、放射効率が低く、帯域幅が狭いことです。したがって、ほとんど使用されません。

アキシャルモード

に axial mode放射の場合、放射はらせん軸に沿ってエンドファイア方向にあり、波は円偏光またはほぼ円偏光になります。この動作モードは、円周を1波長のオーダーに上げることによって得られます。(λ) とおよその間隔 λ/4。放射パターンは広く、軸方向のビームに沿って指向性があり、斜めの角度で小さなローブを生成します。