螺旋型天線
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(B) Central support,
(C) Coaxial cable feedline,
(E) Insulating supports for the helix,
(R) Reflector ground plane,
(S) Helical radiating wire
螺旋形天線是一種由一個或多個導線纏繞而成的螺旋型天線。由一根導線所構成的螺旋形天線稱為單股天線;而由兩個或四個螺旋狀導線構成的天線則分別稱為雙股 (Bifilar) 或四股(Quadrifilar)螺旋天線。
大多数情况下,定向螺旋天线安装在接地平面上,但全向设计的螺旋天线则可能不这样做。馈线连接螺旋线底部和接地平面。螺旋天线可以两种主要模式之一工作:法向(normal)或轴向(axial)。
在法向模(边射式,broadside)螺旋天线中,天线的直径和螺距与波长相比较小。其特性类似于电短偶极子或单极子天线,等效于四分之一波长垂直天线,辐射方向图与这些天线类似,呈全向性,最大辐射方向垂直于螺旋轴。单股螺旋天线辐射波是线极化波,极化方向与螺旋轴平行。此类天线广泛用于便携式手持电台、车载移动电台等紧凑型设备,亦应用于UHF频段电视广播天线。采用双股或四股螺旋结构时,可实现边射式圆极化辐射。
在轴向模(端射式,end-fire)螺旋天线中,天线的直径和螺距接近工作波长。此时天线表现为定向辐射器,主辐射方向是沿螺旋轴从螺旋末端射出,并产生圆极化无线电波。此类天线专用于卫星通信。轴向模工作原理由物理学家约翰·D·克劳斯首次发现。[1]
法向模螺旋天线
[编辑]若螺旋天线的螺旋线周长远小于波长,且其螺距远小于四分之一波长,则该天线称为法向模螺旋天线。其特性类似单极子天线,辐射方向图呈全向性,于垂直于天线轴线的平面上各方向辐射相同的功率。由于螺旋结构引入的电感,这种天线的特性与电感加载的单极子天线类似;谐振时,其长度小于四分之一波长。因此法向模螺旋天线可作为电小单极子使用,替代中部或底部加载的鞭状天线,适用于四分之一波长单极子天线尺寸过大的场景。与其他电小天线类似,其增益及通信距离低于全尺寸天线。紧凑特性使其广泛应用于HF、VHF和UHF频段的移动便携设备天线。
轴向模螺旋天线
[编辑]参见
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ Kraus, J.D. The Helical Antenna. Proceedings of the IRE. 1949-03, 37 (3) [2025-06-21]. ISSN 0096-8390. doi:10.1109/JRPROC.1949.231279.