Teoria anteny - helikalna

Helical antennajest przykładem anteny przewodowej i sama tworzy kształt spirali. To jest szerokopasmowa antena VHF i UHF.

Zakres częstotliwości

Zakres częstotliwości pracy anteny śrubowej wynosi około 30MHz to 3GHz. Ta antena działa wVHF i UHF zakresy.

Budowa i działanie helikalnej anteny

Helical antennalub antena spiralna to antena, w której przewód przewodzący jest nawinięty w spiralny kształt i połączony z płytą uziemiającą za pomocą linii zasilającej. Jest to najprostsza antena, jaką zapewniacircularly polarized waves. Jest używany w komunikacji pozaziemskiej, w której wykorzystywane są przekaźniki satelitarne itp.

Powyższe zdjęcie przedstawia helikalny system antenowy, który jest używany do komunikacji satelitarnej. Te anteny wymagają szerszej przestrzeni zewnętrznej.

Składa się ze spirali z grubego drutu miedzianego lub rurki nawiniętej w kształt gwintu śrubowego używanej jako antena w połączeniu z płaską metalową płytką zwaną płytką uziemiającą. Jeden koniec spirali jest połączony ze środkowym przewodem kabla, a przewód zewnętrzny jest połączony z płytką uziemiającą.

Obraz anteny spiralnej z wyszczególnieniem części anteny pokazano powyżej.

Promieniowanie anteny śrubowej zależy od średnicy spirali, rozstawu zakrętów i kąta nachylenia.

Pitch angle jest kątem między linią styczną do drutu spirali a płaszczyzną normalną do osi helisy.

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

gdzie,

• D jest diameter helisy.

• S jest turn spacing (od środka do środka).

• α jest pitch angle.

Tryby działania

Dominującymi trybami działania anteny śrubowej są:

• Normal lub prostopadły tryb promieniowania.

• Axial lub promieniowanie ogniem końcowym lub wiązką.

Omówmy je szczegółowo.

Tryb normalny

W normalnym trybie promieniowania pole promieniowania jest prostopadłe do osi helisy. Promieniowane fale są spolaryzowane kołowo. Ten rodzaj promieniowania uzyskuje się, gdy wymiary helisy są małe w porównaniu z długością fali. Charakterystyka promieniowania tej spiralnej anteny jest połączeniem krótkiej anteny dipolowej i pętlowej.

Powyższy rysunek przedstawia charakterystykę promieniowania dla normalnego trybu promieniowania w antenie spiralnej.

Zależy to od wartości średnicy helisy, D i jego odstęp między zakrętami, S. Wadą tego trybu pracy jest niska wydajność promieniowania i wąskie pasmo. Dlatego jest rzadko używany.

Tryb osiowy

W axial modepromieniowania, promieniowanie jest skierowane w kierunku końca pożaru wzdłuż osi helikalnej, a fale są spolaryzowane kołowo lub prawie kołowo. Ten tryb działania uzyskuje się poprzez podniesienie obwodu do rzędu jednej długości fali(λ) i rozstaw około λ/4. Charakterystyka promieniowania jest szeroka i kierunkowa wzdłuż wiązki osiowej, tworząc niewielkie płatki pod kątem ukośnym.

Rysunek przedstawia charakterystykę promieniowania dla osiowego trybu promieniowania w antenie śrubowej.

Jeśli ta antena jest zaprojektowana dla fal prawoskrętnych, spolaryzowanych kołowo, to nie będzie odbierać fal lewoskrętnych spolaryzowanych kołowo i odwrotnie. Ten tryb pracy jest generowany z wielką łatwością i jestmore practically used.

Zalety

Oto zalety anteny helikalnej -

• Prosty projekt
• Najwyższa kierunkowość
• Szersza przepustowość
• Może osiągnąć polaryzację kołową
• Może być również używany na pasmach HF i VHF

Niedogodności

Oto wady anteny helikalnej -

• Antena jest większa i wymaga więcej miejsca
• Wydajność spada wraz z liczbą obrotów

Aplikacje

Oto zastosowania anteny helikalnej -

• Do transmisji i odbioru sygnałów VHF używana jest pojedyncza antena spiralna lub jej układ

• Często używany do komunikacji satelitarnej i sondy kosmicznej

• Używany do połączeń telemetrycznych z pociskami balastowymi i satelitami na stacjach naziemnych

• Służy do nawiązywania komunikacji między Księżycem a Ziemią

• Zastosowania w radioastronomii