Lajme - Antena helikoidale: Zgjedhja ideale për polarizimin rrethor me brez të gjerë

NjëAntenë spiraleështë një shembull tipik i një antene me tela, e karakterizuar nga struktura e saj në formë spirale. Është një antenë me brez të gjerë e përshtatshme për bandat VHF dhe UHF.

Antena helikoidale operon në një diapazon frekuencash prej afërsisht 30 MHz deri në 3 GHz, duke mbuluar kryesisht bandat VHF dhe UHF.

Ndërtimi dhe Parimet e Funksionimit të Antenës Spirale

Një antenë spirale formohet duke mbështjellë një përcjellës në një formë spirale dhe duke e lidhur atë me një plan tokëzimi nëpërmjet një linje ushqyese. Me një strukturë të thjeshtë, ajo gjeneron natyrshëm valë të polarizuara në mënyrë rrethore dhe përdoret gjerësisht në komunikimet jashtëtokësore, siç janë sistemet e releve satelitore.

Figura më sipër tregon një sistem antene spirale që përdoret për komunikimet satelitore. Antena të tilla zakonisht kërkojnë hapësirë të mjaftueshme instalimi në natyrë.

Antena spirale përbëhet nga një spirale teli ose tubi të trashë bakri të formuar në një spirale, që punon së bashku me një plan të sheshtë metalik të tokëzimit. Njëri skaj i spirales është i lidhur me përçuesin qendror të kabllit koaksial, ndërsa përçuesi i jashtëm është i lidhur me planin e tokëzimit.

Imazhi më sipër ilustron strukturën e një antene spirale, me një pamje të detajuar të përbërësve të saj.

Karakteristikat e rrezatimit të një antene spirale përcaktohen kryesisht nga diametri i helikës, hapësira midis kthesave (largësia) dhe këndi i lartësisë.

Këndi i pjerrësisë përcaktohet si këndi midis tangjentës me spiralen dhe planit normal me boshtin e spirales, dhe jepet nga:

Ku:

•D është diametri i spiralës

•S është pjerrësia (hapësira nga qendra në qendër midis kthesave ngjitur)

•α është këndi i pjerrësisë

Modaliteti i funksionimit

Antenat spirale funksionojnë në dy mënyra kryesore:

• Modaliteti Normal (i njohur edhe si modaliteti i rrezatimit pingul)

• Modaliteti Aksial (i njohur edhe si modaliteti i zjarrit në fund ose modaliteti i rrezatimit me rreze)

Çdo modalitet përshkruhet në detaje më poshtë.

Në modalitetin normal të rrezatimit, fusha e rrezatuar është pingule me boshtin e helikës, dhe vala e rrezatuar është e polarizuar në mënyrë rrethore. Kjo modalitet arrihet kur dimensionet e helikës janë të vogla në krahasim me gjatësinë e valës. Në këtë rast, karakteristikat e rrezatimit të antenës helikoidale mund të konsiderohen si një kombinim i një antene dipole të shkurtër dhe një antene laku.

Figura e mësipërme ilustron modelin e rrezatimit të një antene spirale që vepron në gjendje normale.

Kjo mënyrë përcaktohet nga diametri i helikës D dhe hapësira midis spiraleve S. Disavantazhet e kësaj mënyre funksionimi përfshijnë efikasitet të ulët të rrezatimit dhe gjerësi të ngushtë të brezit; prandaj, përdoret rrallë në zbatimet praktike.

Modaliteti Aksial

Në modalitetin e rrezatimit aksial, fusha e rrezatuar shfaq karakteristika të zjarrit fundor përgjatë boshtit të helikës, dhe vala e rrezatuar është e polarizuar në mënyrë rrethore ose pothuajse rrethore. Kjo modalitet arrihet kur perimetri i helikës rritet në rendin e një gjatësie vale (λ) dhe hapësira midis kthesave është afërsisht λ/4. Nën këto kushte, modeli i rrezatimit është i gjerë përgjatë boshtit me karakteristika drejtuese, dhe lobet anësore shfaqen në kënde të zhvendosura nga boshti.

Figura e mësipërme ilustron modelin e rrezatimit të një antene spirale që vepron në modalitetin aksial.

Kur antena është projektuar për valë të polarizuara rrethore djathtas (RHCP), ajo nuk do të marrë valë të polarizuara rrethore majtas (LHCP) dhe anasjelltas. Ky modalitet operimi është i lehtë për t’u zbatuar dhe përdoret më shpesh në zbatime praktike.

Përparësitë kryesore të antenës spirale janë si më poshtë:

• Strukturë e thjeshtë dhe e lehtë për t’u projektuar

• Drejtueshmëri e lartë

• Gjerësi e gjerë brezi

• I aftë për polarizim rrethor

• I përshtatshëm për bandat HF dhe VHF

Zbatimet kryesore të antenës spirale janë si më poshtë:

• Antenat me një helikë të vetme ose vargjet e tyre përdoren për transmetimin dhe marrjen e sinjalit VHF

• Përdoret gjerësisht në sistemet e komunikimit me sonda satelitore dhe në hapësirë të thellë

• Zbatohet në lidhjet telemetrike midis raketave balistike, satelitëve dhe stacioneve tokësore

• Përdoret për të vendosur komunikim midis Hënës dhe Tokës

• Gjithashtu luan një rol të rëndësishëm në aplikimet e radioastronomisë