螺鏇天線
正文
螺鏇天線
螺鏇天線軸向模螺鏇天線套用最廣。圖1中,D為螺鏇天線直徑;S為螺距;l為一圈周長;n為圈數;α為升角;L為軸線長。它們的關係是
l=(πD)+S
L=nS
α=0的螺鏇為平面上的單圈螺鏇,取周長近似等於一個波長,並假定線上運載行波電流。在某一瞬時線上是正弦電流分布(圖3)。在和x與y軸對稱的任意四點A、B、C、D,電流存在下列關係:
螺鏇天線
這些電流的方向相反,它們的作用彼此抵消,所以在z軸方向只有Ey分量起作用。繞圈運載的是行波,電流沿線圈的分布將繞z軸鏇轉。因此,在z軸方向的電場Ey也繞z軸鏇轉,於是在軸向產生圓極化波,並有最大輻射,故稱為軸向模輻射。這種天線具有圓極化輻射的特點,它的頻帶很寬,在1:1.7通頻帶內方向圖變化不大,而且天線的輸入阻抗幾乎恆定,約為140歐。朝輻射方向看,螺鏇右繞產生右鏇波,左繞產生左鏇波。為了進一步展寬頻帶,可將螺鏇天線做成圓錐形(圖4)。
螺鏇天線法向模螺鏇天線(D/λ<0.18)實質上是細線天線,為了縮短長度,可把它卷繞成螺鏇狀。因此,它的特性與單極細線天線(見不對稱天線)相仿,具有8字形方向圖,並且頻帶很窄,一般用作小功率電台的通信天線。
邊射式螺鏇天線是一種法向模螺鏇天線。它是在螺鏇的中心軸線上放置一根金屬導體,當螺鏇一圈的周長l=Mλ(M=2,3,…整數)時,也在螺鏇的法向產生最大輻射(圖5)。這種天線可用作電視發射天線。
螺鏇天線等角螺鏇天線也是一種法向模螺鏇天線。天線的兩臂,在一個平面上或錐面上按特定的曲率變化繞鏇展開(圖6)。由於這種天線的外形只由角度決定,不包含線性長度,因而天線的特性不受頻率變化的影響,故有極寬的頻帶。平面等角螺鏇天線的最大輻射方向是在平面兩邊的法向方向,並輻射圓極化波。
螺鏇天線配圖
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