Osiowa antena spiralna
Osiowy anteny spirala zawdzięcza swoją nazwę tym, że promieniuje głównie w osi nawijania. Po raz pierwszy został opisany w 1947 roku przez Johna Daniela Krausa, amerykańskiego amatora radiowego . Mówimy również o antenie spiralnej .
Wymiary osiowej helisy sprawiają, że zachowuje się ona jak falowód wytwarzający polaryzację kołową. Anteny te są używane do śledzenia telefonów komórkowych, pocisków rakietowych lub zwierząt, a także do komunikacji kosmicznej, gdy względna orientacja nadajnika i odbiornika jest nieznana lub zmienna, utrata polaryzacji jest wtedy ograniczona. Ich rozmiar jest zaporowy w zakresie HF i poniżej, dlatego są używane tylko od VHF do SHF .
Opis
W linii śrubowej anteny wygląda jak rozciągnięta elektromagnesu , którego jeden koniec jest zamaskowany przez sito metalowe.
Składa się ona z:
- odniesienie S : element promieniujący, sztywny drut przewodzący nawinięty jak sprężyna
- odniesienie R : odbłyśnik utworzony z litego arkusza lub siatki
- odniesienie B : centralne podparcie śmigła
- znaki E : przekładki trzymające śmigło na środkowym wsporniku
- odniesienie C : kabel koncentryczny, którego oplot jest połączony z odbłyśnikiem i rdzeniem z końcem spirali za pomocą adaptera impedancyjnego.
Śmigło jest często chronione rurą izolacyjną, która zapobiega osadzaniu się szronu na zwojach.
Aby uzyskać promieniowanie osiowe, obwód jednej cewki sprężyny musi być rzędu długości fali emitowanego sygnału, a skok spirali musi być bliski jednej czwartej tej długości fali.
Zwykle dodaje się odbłyśnik tła, zwiększając wzmocnienie i zmniejszając tylne listki.
Impedancja
Impedancja anteny spiralnej wynosi od 100 do 200 Ω, zgodnie z następującym przybliżonym wzorem:
- R jest oporem w omach
- C to obwód helisy
- λ jest długością fali
Dostosowanie do standardowej linii współosiowej można przeprowadzić za pomocą linii o impedancji i długości dostosowanej między współosiową a początkiem spirali.
Wzmocnienie i wzór promieniowania
Zysk wynosi w przybliżeniu:
- N to liczba zwojów
- S to krok
Kierunkowość (połowa głównego listka przy -3 dB) jest określona wzorem:
Szerokość głównego płata (od zera) jest określona wzorem:
Polaryzacja jest okrągła, a kierunek obrotu zależy od kierunku nawijania śmigła.
Bibliografia
- John D. Kraus i Ronald J. Marhefka, „Anteny: do wszystkich zastosowań, wydanie trzecie”, 2002, McGraw-Hill Higher Education
- Constantine Balanis, „Teoria, analiza i projektowanie anten”, 1982, John Wiley and Sons
- Warren Stutzman i Gary Thiele, „Antenna Theory and Design, 2nd. Ed.”, 1998, John Wiley and Sons