Teoria da Antena - Helicoidal

Helical antennaé um exemplo de antena de fio e ela mesma tem a forma de uma hélice. Esta é uma antena VHF e UHF de banda larga.

Alcance de frequência

A faixa de frequência de operação da antena helicoidal é em torno 30MHz to 3GHz. Esta antena funciona emVHF e UHF gamas.

Construção e funcionamento da antena helicoidal

Helical antennaou antena helicoidal é a antena na qual o fio condutor é enrolado em forma de hélice e conectado à placa de aterramento com uma linha de alimentação. É a antena mais simples, que fornececircularly polarized waves. É usado em comunicações extraterrestres nas quais estão envolvidos relés de satélite, etc.

A imagem acima mostra um sistema de antena helicoidal, que é usado para comunicações por satélite. Essas antenas requerem mais espaço ao ar livre.

Consiste em uma hélice de fio de cobre espesso ou tubo enrolado na forma de uma rosca de parafuso usada como uma antena em conjunto com uma placa de metal plana chamada placa de aterramento. Uma extremidade da hélice é conectada ao condutor central do cabo e o condutor externo é conectado à placa de aterramento.

A imagem de uma antena helicoidal detalhando as partes da antena é mostrada acima.

A radiação da antena helicoidal depende do diâmetro da hélice, do espaçamento da volta e do ângulo de inclinação.

Pitch angle é o ângulo entre uma linha tangente ao fio da hélice e o plano normal ao eixo da hélice.

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

Onde,

• D é o diameter da hélice.

• S é o turn spacing (centro a centro).

• α é o pitch angle.

Modos de operação

Os modos predominantes de operação de uma antena helicoidal são -

• Normal ou modo perpendicular de radiação.

• Axial ou fim de fogo ou modo de feixe de radiação.

Vamos discuti-los em detalhes.

Modo normal

No modo normal de radiação, o campo de radiação é normal ao eixo da hélice. As ondas irradiadas são polarizadas circularmente. Este modo de radiação é obtido se as dimensões da hélice forem pequenas em comparação com o comprimento de onda. O padrão de radiação desta antena helicoidal é uma combinação de dipolo curto e antena de loop.

A figura acima mostra o padrão de radiação para o modo normal de radiação em antena helicoidal.

Depende dos valores do diâmetro da hélice, D e seu espaçamento entre curvas, S. As desvantagens deste modo de operação são a baixa eficiência de radiação e largura de banda estreita. Portanto, dificilmente é usado.

Modo axial

No axial modede radiação, a radiação está na direção final do fogo ao longo do eixo helicoidal e as ondas são circularmente ou quase circularmente polarizadas. Este modo de operação é obtido aumentando a circunferência para a ordem de um comprimento de onda(λ) e espaçamento de aproximadamente λ/4. O padrão de radiação é amplo e direcional ao longo do feixe axial, produzindo lobos menores em ângulos oblíquos.

A figura mostra o padrão de radiação para modo axial de radiação em antena helicoidal.

Se esta antena for projetada para ondas polarizadas circularmente para destros, ela não receberá ondas polarizadas circularmente para canhotos e vice-versa. Este modo de operação é gerado com grande facilidade e émore practically used.

Vantagens

A seguir estão as vantagens da antena helicoidal -

• Design simples
• Diretividade máxima
• Largura de banda mais ampla
• Pode alcançar polarização circular
• Também pode ser usado nas bandas HF e VHF

Desvantagens

A seguir estão as desvantagens da antena helicoidal -

• A antena é maior e requer mais espaço
• A eficiência diminui com o número de voltas

Formulários

A seguir estão as aplicações da antena helicoidal -

• Uma única antena helicoidal ou sua matriz é usada para transmitir e receber sinais VHF

• Freqüentemente usado para comunicações de satélite e sonda espacial

• Usado para links de telemetria com mísseis balásticos e satélites em estações terrestres

• Usado para estabelecer comunicações entre a lua e a Terra

• Aplicações em radioastronomia