Спиральная антенна является примером проволочной антенны и сама образует форму спирали. Это широкополосная антенна VHF и UHF.
Диапазон частот
Частотный диапазон работы спиральной антенны составляет от 30 МГц до 3 ГГц . Эта антенна работает в диапазонах VHF и UHF .
Конструкция и работа спиральной антенны
Спиральная антенна или спиральная антенна — это антенна, в которой проводящий провод намотан в виде спирали и соединен с пластиной заземления с помощью фидерной линии. Это самая простая антенна, которая обеспечивает циркулярно поляризованные волны . Он используется во внеземной связи, в которой задействованы спутниковые ретрансляторы и т. Д.
На изображении выше показана спиральная антенная система, которая используется для спутниковой связи. Эти антенны требуют более широкого наружного пространства.
Он состоит из спирали из толстой медной проволоки или трубки, намотанной в виде винтовой резьбы, используемой в качестве антенны в сочетании с плоской металлической пластиной, называемой заземляющей пластиной. Один конец спирали соединен с центральным проводником кабеля, а внешний проводник соединен с пластиной заземления.
Изображение спиральной антенны, детализирующее детали антенны, показано выше.
Излучение спиральной антенны зависит от диаметра спирали, шага поворота и угла тангажа.
Угол тангажа — это угол между линией, касательной к проволоке спирали, и плоскостью, перпендикулярной оси спирали.
$$ \ alpha = \ tan ^ {- 1} (\ frac {S} {\ pi D}) $$
где,
-
D — диаметр спирали.
-
S — интервал поворота (от центра к центру).
-
α — угол тангажа .
D — диаметр спирали.
S — интервал поворота (от центра к центру).
α — угол тангажа .
Режимы работы
Преобладающими режимами работы спиральной антенны являются —
-
Нормальный или перпендикулярный режим излучения.
-
Осевой или торцевой или лучевой режим излучения.
Нормальный или перпендикулярный режим излучения.
Осевой или торцевой или лучевой режим излучения.
Давайте обсудим их подробно.
Нормальный режим
В нормальном режиме излучения поле излучения перпендикулярно оси спирали. Излучаемые волны имеют круговую поляризацию. Этот режим излучения получается, если размеры спирали малы по сравнению с длиной волны. Диаграмма направленности этой спиральной антенны представляет собой комбинацию короткой дипольной и рамочной антенны.
На приведенном выше рисунке показана диаграмма излучения для нормального режима излучения в спиральной антенне.
Это зависит от значений диаметра спирали D и расстояния между ее витками, S. Недостатками этого режима работы являются низкая эффективность излучения и узкая полоса пропускания. Следовательно, это вряд ли используется.
Осевой режим
В осевом режиме излучения излучение направлено в направлении конечного огня вдоль спиральной оси, а волны поляризованы по кругу или почти по кругу. Этот режим работы получается путем увеличения окружности до порядка одной длины волны (λ) и разнесения приблизительно на λ / 4 . Диаграмма направленности широкая и направленная вдоль осевого луча, образуя небольшие лепестки под косыми углами.
На рисунке показана диаграмма направленности для осевой моды излучения в спиральной антенне.
Если эта антенна предназначена для волн правой круговой поляризации, то она не будет принимать волны левой круговой поляризации и наоборот. Этот режим работы генерируется с большой легкостью и более практично используется .
преимущества
Ниже приведены преимущества спиральной антенны —
- Простой дизайн
- Высочайшая направленность
- Более широкая полоса пропускания
- Может достигать круговой поляризации
- Может также использоваться в диапазонах HF и VHF
Недостатки
Ниже приведены недостатки спиральной антенны —
- Антенна больше и требует больше места
- Эффективность уменьшается с числом оборотов
Приложения
Ниже приведены применения спиральной антенны —
Одиночная спиральная антенна или ее массив используются для передачи и приема ОВЧ-сигналов.
Часто используется для спутниковой и космической связи
Используется для телеметрических соединений с балластными ракетами и спутниками на земных станциях
Используется для установления связи между Луной и Землей
Приложения в радиоастрономии