Neiegkeeten - Spiralantenn: Déi ideal Wiel fir Breitband-Kreeslafpolariséierung

ASpiralantennass en typescht Beispill vun enger Drotantenn, déi duerch hir spiralfërmeg Struktur charakteriséiert ass. Et ass eng Breitbandantenn, déi fir VHF- a UHF-Bänner gëeegent ass.

Déi helixfërmeg Antenn funktionéiert iwwer e Frequenzberäich vun ongeféier 30 MHz bis 3 GHz, a deckt haaptsächlech d'VHF- an d'UHF-Bänner of.

D'Konstruktioun an d'Funktiounsprinzipie vun enger Spiralantenn

Eng Spiralantenn gëtt geformt andeems e Leeder an eng Spiralform gewéckelt an iwwer eng Zufuhrleitung mat enger Äerdplane verbonnen gëtt. Mat enger einfacher Struktur generéiert se natierlech zirkulär polariséiert Wellen a gëtt wäit verbreet an ausserierdescher Kommunikatioun wéi Satellitte-Relaissystemer benotzt.

D'Figur uewen weist e Spiralantennesystem, dat fir Satellittekommunikatioun benotzt gëtt. Sou Antennen erfuerderen typescherweis vill Plaz fir dobaussen ze installéieren.

D'Spiralantenn besteet aus enger Spiral aus déckem Kupferdrot oder -réier, déi zu enger Helix geformt ass, a zesumme mat enger flaacher Metall-Buedemfläch funktionéiert. Een Enn vun der Helix ass mam zentrale Leiter vum Koaxialkabel verbonnen, während den äusseren Leiter mat der Buedemfläch befestegt ass.

D'Bild uewen illustréiert d'Struktur vun enger Spiralantenn, mat enger detailléierter Vue vun hire Komponenten.

D'Stralungseigenschaften vun enger Spiralantenn ginn haaptsächlech vum Duerchmiesser vun der Helix, dem Ofstand tëscht de Windungen (Pitch) an dem Pitchwénkel bestëmmt.

De Steigungswénkel gëtt definéiert als de Wénkel tëscht der Tangent un d'Helix an der Fläch normal zur Helixachs a gëtt duerch gegeben:

Wou:

•D ass den Duerchmiesser vun der Helix

•S ass d'Pitch (Ofstand vun Zentrum zu Zentrum tëscht benachbarten Windungen)

•α ass den Héichwénkel

Operatiounsmodus

Spiralantennen funktionéieren an zwou Haaptmodi:

• Normalmodus (och bekannt als de senkrechte Stralungsmodus)

• Axialmodus (och bekannt als End-Fire-Modus oder Strahlstrahlungmodus)

All Modus gëtt hei ënnendrënner am Detail beschriwwen.

Am normale Stralungsmodus ass dat ausgestraalt Feld senkrecht zur Helixachs, an d'ausgestraalt Well ass zirkulär polariséiert. Dëse Modus gëtt erreecht wann d'Helixdimensioune relativ zu der Wellelängt kleng sinn. An dësem Fall kënnen d'Stralungseigenschaften vun der helixantenn als eng Kombinatioun vun enger kuerzer Dipolantenn an enger Schleifantenn ugesi ginn.

D'Figur uewen illustréiert d'Stralungsmuster vun enger Spiralantenn, déi am normale Modus funktionéiert.

Dëse Modus gëtt vum Duerchmiesser vun der Helix D an dem Ofstand tëscht de Windungen S bestëmmt. Zu den Nodeeler vun dësem Betribsmodus gehéieren eng niddreg Stralungseffizienz an eng schmuel Bandbreet; dofir gëtt en a prakteschen Uwendungen selten benotzt.

Axialmodus

Am axialen Stralungsmodus weist dat ausgestraalt Feld Endfeier-Charakteristiken laanscht d'Helixachs, an d'ausgestraalt Well ass kreesfërmeg oder bal kreesfërmeg polariséiert. Dëse Modus gëtt erreecht wann den Helixëmfang op d'Gréisst vun enger Wellelängt (λ) erhéicht gëtt an den Ofstand tëscht de Wendungen ongeféier λ/4 ass. Ënner dëse Konditiounen ass d'Stralungsmuster laanscht d'Achs breet mat Richtungscharakteristiken, an d'Säitelappen erschéngen a Wénkelen, déi vun der Achs verréckelt sinn.

D'Figur uewen illustréiert d'Stralungsmuster vun enger Spiralantenn, déi am axialen Modus funktionéiert.

Wann d'Antenn fir riets zirkulär polariséiert Wellen (RHCP) konzipéiert ass, empfänkt se keng lénks zirkulär polariséiert Wellen (LHCP), an ëmgekéiert. Dëse Betribsmodus ass einfach ëmzesetzen a gëtt méi dacks a prakteschen Uwendungen benotzt.

Déi wichtegst Virdeeler vun der Spiralantenn sinn déi folgend:

• Einfach Struktur an einfach ze designen

•Héich Direktivitéit

•Breet Bandbreet

•Kënnegt eng kreesfërmeg Polariséierung

• Gëeegent fir HF- a VHF-Bänner

Déi wichtegst Uwendungen vun der Spiralantenn sinn wéi follegt:

•Eenzel helix Antennen oder hir Arrays gi fir VHF Signal Iwwerdroung an Empfang benotzt

• Vill benotzt a Kommunikatiounssystemer fir Satellitten a Weltraumsonden

•Uwendung an Telemetrieverbindungen tëscht ballistesche Rakéiten, Satellitten an Äerdstatiounen

• Benotzt fir d'Kommunikatioun tëscht dem Mound an der Äerd opzebauen

•Spillt och eng wichteg Roll an Uwendungen am Radioastronomieberäich