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。
大多數情況下,定向螺旋天線安裝在接地平面上,但全向設計的螺旋天線則可能不這樣做。饋線連接螺旋線底部和接地平面。螺旋天線可以兩種主要模式之一工作:法向(normal)或軸向(axial)。
在法向模(邊射式,broadside)螺旋天線中,天線的直徑和螺距與波長相比較小。其特性類似於電短偶極子或單極子天線,等效於四分之一波長垂直天線,輻射方向圖與這些天線類似,呈全向性,最大輻射方向垂直於螺旋軸。單股螺旋天線輻射波是線極化波,極化方向與螺旋軸平行。此類天線廣泛用於便攜式手持電台、車載移動電台等緊湊型設備,亦應用於UHF頻段電視廣播天線。採用雙股或四股螺旋結構時,可實現邊射式圓極化輻射。
在軸向模(端射式,end-fire)螺旋天線中,天線的直徑和螺距接近工作波長。此時天線表現為定向輻射器,主輻射方向是沿螺旋軸從螺旋末端射出,並產生圓極化無線電波。此類天線專用於衛星通信。軸向模工作原理由物理學家約翰·D·克勞斯首次發現。[1]
法向模螺旋天線
[編輯]若螺旋天線的螺旋線周長遠小於波長,且其螺距遠小於四分之一波長,則該天線稱為法向模螺旋天線。其特性類似單極子天線,輻射方向圖呈全向性,於垂直於天線軸線的平面上各方向輻射相同的功率。由於螺旋結構引入的電感,這種天線的特性與電感加載的單極子天線類似;諧振時,其長度小於四分之一波長。因此法向模螺旋天線可作為電小單極子使用,替代中部或底部加載的鞭狀天線,適用於四分之一波長單極子天線尺寸過大的場景。與其他電小天線類似,其增益及通信距離低於全尺寸天線。緊湊特性使其廣泛應用於HF、VHF和UHF頻段的移動便攜設備天線。
軸向模螺旋天線
[編輯]參見
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 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.