螺旋天线的工作模式有哪些?
螺旋天线是另一种线天线,广泛用于更广泛的超高频和特高频应用中。螺旋天线的工作频率范围约为 30MHz 至 3GHz。
螺旋天线或称螺旋状天线,其导电线以螺旋状缠绕,并通过馈线连接到接地板。它是提供圆极化波的最简单的天线,用于涉及卫星中继等的外星际通信。
它由粗铜线或管材制成的螺旋线组成,其形状像螺纹,与称为接地板的平板金属一起用作天线。螺旋线的一端连接到电缆的中心导体,外导体连接到接地板。
螺旋天线的辐射取决于螺旋线的直径、匝间距和螺距角。螺距角是螺旋线切线与垂直于螺旋线轴线的平面之间的夹角。
螺旋天线虽然可以有多种工作模式,但主要模式有两种。
正常模式
在正常辐射模式下,辐射场垂直于螺旋线轴线,辐射波为圆极化波。如果螺旋线的尺寸比波长小得多,则可以获得这种辐射模式。这种螺旋天线的辐射方向图是短偶极子和环形天线的组合。
上图是螺旋天线正常辐射模式的辐射方向图。
它取决于螺旋线直径 D 和匝间距 S 的值。这种工作模式的主要问题是辐射效率低且带宽窄。因此,它在实践中受到限制,几乎不被使用。
轴向模式
在轴向辐射模式下,辐射沿螺旋线轴线的方向(端射方向)进行,波为圆极化波或近似圆极化波。通过将周长提高到大约一个波长 (C/λ) 的数量级,以及大约 λ/4 的间距,可以获得这种工作模式。辐射方向图沿轴向波束很宽且具有方向性,在倾斜角度产生较小的旁瓣。
上图是螺旋天线轴向辐射模式的辐射方向图。
这种天线在接收时,如果设计为右旋圆极化波,则不会接收左旋圆极化波,反之亦然。这种工作模式很容易产生,并且在实践中更常用。
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