Жаңалықтар - Спиральды антенна: кең жолақты айналмалы поляризация үшін тамаша таңдау

АСпиральды антеннаспираль тәрізді құрылымымен сипатталатын сымды антеннаның типтік мысалы болып табылады. Бұл VHF және UHF диапазондарына жарамды кеңжолақты антенна.

Спиральды антенна шамамен 30 МГц-тен 3 ГГц-ке дейінгі жиілік диапазонында жұмыс істейді, негізінен VHF және UHF диапазондарын қамтиды.

Спиральды антеннаның құрылысы және жұмыс принциптері

Спиральды антенна өткізгішті спираль пішініне орап, оны жерге қосу жазықтығына қоректендіру желісі арқылы қосу арқылы жасалады. Қарапайым құрылымымен ол табиғи түрде дөңгелек поляризацияланған толқындарды тудырады және спутниктік релелік жүйелер сияқты жерден тыс байланыста кеңінен қолданылады.

Жоғарыдағы суретте спутниктік байланыс үшін қолданылатын спиральды антенна жүйесі көрсетілген. Мұндай антенналар әдетте кең ашық кеңістікті қажет етеді.

Спиральды антенна жалпақ металл жерге қосу жазықтығымен бірге жұмыс істейтін, спираль пішінді қалың мыс сымнан немесе түтіктен тұратын катушкадан тұрады. Спиральдың бір ұшы коаксиалды кабельдің орталық өткізгішіне, ал сыртқы өткізгіш жерге қосу жазықтығына бекітілген.

Жоғарыдағы суретте спиральды антеннаның құрылымы және оның компоненттерінің егжей-тегжейлі көрінісі көрсетілген.

Спиральды антеннаның сәулелену сипаттамалары ең алдымен спираль диаметрімен, бұрылыстар арасындағы қашықтықпен (қадам) және көлбеу бұрышымен анықталады.

Көлбеу бұрышы спиральға жанама мен спираль осіне перпендикуляр жазықтық арасындағы бұрыш ретінде анықталады және келесідей беріледі:

Қайда:

•D – спиральдың диаметрі

•S – аяқтың биіктігі (көршілес бұрылыстар арасындағы орталықтан орталыққа дейінгі қашықтық)

•α - көлбеу бұрышы

Жұмыс режимі

Спиральды антенналар екі негізгі режимде жұмыс істейді:

•Қалыпты режим (перпендикуляр сәулелену режимі деп те аталады)

• Осьтік режим (сонымен қатар, соңғы ату режимі немесе сәулелік сәулелену режимі деп те аталады)

Әрбір режим төменде егжей-тегжейлі сипатталған.

Қалыпты сәулелену режимінде сәулеленген өріс спираль осіне перпендикуляр, ал сәулеленген толқын дөңгелек поляризацияланған. Бұл режим спираль өлшемдері толқын ұзындығына қатысты аз болған кезде қол жеткізіледі. Бұл жағдайда спиральды антеннаның сәулелену сипаттамаларын қысқа дипольді антенна мен ілмек антеннасының тіркесімі ретінде қарастыруға болады.

Жоғарыдағы суретте қалыпты режимде жұмыс істейтін спиральды антеннаның сәулелену үлгісі көрсетілген.

Бұл режим спираль диаметрі D және орамдар арасындағы S аралықпен анықталады. Бұл жұмыс режимінің кемшіліктеріне төмен сәулелену тиімділігі және тар өткізу қабілеттілігі жатады; сондықтан ол практикалық қолданыстарда сирек қолданылады.

Осьтік режим

Осьтік сәулелену режимінде сәулеленген өріс спираль осі бойымен ұшып өту сипаттамаларын көрсетеді, ал сәулеленген толқын дөңгелек немесе дерлік дөңгелек поляризацияланған. Бұл режим спираль шеңбері бір толқын ұзындығына (λ) дейін ұлғайтылғанда және бұрылыстар арасындағы қашықтық шамамен λ/4 болғанда қол жеткізіледі. Мұндай жағдайларда сәулелену үлгісі ось бойымен бағыттаушы сипаттамалармен кең болады, ал бүйірлік бөліктер осьтен ығысқан бұрыштарда пайда болады.

Жоғарыдағы суретте осьтік режимде жұмыс істейтін спиральды антеннаның сәулелену үлгісі көрсетілген.

Антенна оң жақ дөңгелек поляризацияланған (RHCP) толқындарға арналған кезде, ол сол жақ дөңгелек поляризацияланған (LHCP) толқындарды қабылдамайды және керісінше. Бұл жұмыс режимін іске асыру оңай және практикалық қолданбаларда жиі қолданылады.

Спиральды антеннаның негізгі артықшылықтары:

•Қарапайым құрылым және жобалау оңай

• Жоғары бағыттылық

•Кең өткізу қабілеттілігі

• Дөңгелек поляризацияға қабілетті

•HF және VHF диапазондарына жарамды

Спиральды антеннаның негізгі қолданылуы келесідей:

•Жоғары жиілікті сигналдарды беру және қабылдау үшін бір спиральды антенналар немесе олардың массивтері қолданылады

• Спутниктік және терең ғарыштық зонд байланыс жүйелерінде кеңінен қолданылады

• Баллистикалық зымырандар, спутниктер және жердегі станциялар арасындағы телеметриялық байланыстарда қолданылады

•Ай мен Жер арасында байланыс орнату үшін қолданылады

• Сондай-ақ радиоастрономия қолданбаларында маңызды рөл атқарады