ทฤษฎีเสาอากาศ - ลาน

Helical antennaเป็นตัวอย่างของเสาอากาศแบบลวดและตัวมันเองมีรูปร่างเป็นเกลียว นี่คือเสาอากาศ VHF และ UHF แบบบรอดแบนด์

ช่วงความถี่

ช่วงความถี่ของการทำงานของเสาอากาศแบบขดลวดอยู่รอบ ๆ 30MHz to 3GHz. เสาอากาศนี้ใช้งานได้VHF และ UHF ช่วง

การก่อสร้างและการทำงานของเสาอากาศแบบ Helical

Helical antennaหรือเสาอากาศเฮลิกซ์คือเสาอากาศที่ลวดนำไฟฟ้าพันเป็นเกลียวและเชื่อมต่อกับแผ่นกราวด์ด้วยสายป้อน เป็นเสาอากาศที่ง่ายที่สุดซึ่งให้circularly polarized waves. ใช้ในการสื่อสารนอกโลกที่เกี่ยวข้องกับรีเลย์ดาวเทียม ฯลฯ

ภาพด้านบนแสดงระบบเสาอากาศแบบขดลวดซึ่งใช้สำหรับการสื่อสารผ่านดาวเทียม เสาอากาศเหล่านี้ต้องการพื้นที่กลางแจ้งที่กว้างขึ้น

ประกอบด้วยเกลียวของลวดทองแดงหนาหรือแผลท่อในรูปของเกลียวที่ใช้เป็นเสาอากาศร่วมกับแผ่นโลหะแบนที่เรียกว่าแผ่นกราวด์ ปลายด้านหนึ่งของเกลียวเชื่อมต่อกับตัวนำกลางของสายเคเบิลและตัวนำด้านนอกเชื่อมต่อกับแผ่นกราวด์

ภาพของเสาอากาศเกลียวที่มีรายละเอียดชิ้นส่วนเสาอากาศแสดงไว้ด้านบน

การแผ่รังสีของเสาอากาศแบบขดลวดขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียวระยะห่างของวงเลี้ยวและมุมพิทช์

Pitch angle คือมุมระหว่างเส้นสัมผัสกับลวดเกลียวและระนาบปกติกับแกนเกลียว

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

ที่ไหน

D คือ diameter ของเกลียว
S คือ turn spacing (ตรงกลางถึงกึ่งกลาง)
α คือ pitch angle.

โหมดการทำงาน

โหมดการทำงานที่โดดเด่นของเสาอากาศแบบขดลวด ได้แก่ -

Normal หรือโหมดตั้งฉากของรังสี
Axial หรือโหมดปลายไฟหรือลำแสงของรังสี

ให้เราพูดคุยโดยละเอียด

โหมดปกติ

ในโหมดปกติของการแผ่รังสีสนามรังสีเป็นเรื่องปกติของแกนเกลียว คลื่นที่แผ่ออกมาจะมีโพลาไรซ์แบบวงกลม โหมดของการแผ่รังสีนี้จะได้รับหากขนาดของเกลียวมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับความยาวคลื่น รูปแบบการแผ่รังสีของเสาอากาศแบบขดลวดนี้เป็นการรวมกันของเสาอากาศแบบไดโพลสั้นและแบบห่วง

รูปด้านบนแสดงรูปแบบการแผ่รังสีสำหรับโหมดปกติของการแผ่รังสีในเสาอากาศแบบขดลวด

ขึ้นอยู่กับค่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเกลียว D และระยะห่างในการเลี้ยว S. ข้อเสียของโหมดการทำงานนี้คือประสิทธิภาพการแผ่รังสีต่ำและแบนด์วิดท์แคบ จึงแทบไม่ได้ใช้

โหมดแกน

ใน axial modeของการแผ่รังสีการแผ่รังสีอยู่ในทิศทางไฟท้ายตามแกนขดลวดและคลื่นจะมีขั้วเป็นวงกลมหรือเกือบเป็นวงกลม โหมดการทำงานนี้ได้มาจากการเพิ่มเส้นรอบวงขึ้นตามลำดับของความยาวคลื่นหนึ่ง(λ) และระยะห่างโดยประมาณ λ/4. รูปแบบการแผ่รังสีจะกว้างและมีทิศทางตามแนวแกนทำให้เกิดแฉกเล็กน้อยที่มุมเฉียง

รูปแสดงรูปแบบการแผ่รังสีสำหรับโหมดแกนของรังสีในเสาอากาศแบบขดลวด

หากเสาอากาศนี้ได้รับการออกแบบมาสำหรับคลื่นโพลาไรซ์แบบวงกลมทางขวามือจะไม่รับคลื่นโพลาไรซ์แบบวงกลมทางซ้ายและในทางกลับกัน โหมดการทำงานนี้ถูกสร้างขึ้นอย่างง่ายดายและเป็นmore practically used.