螺旋天線介紹

螺旋天線介紹由金屬導(dǎo)線繞成螺旋形狀的天線。它由同軸線饋電，在饋電端有一金屬板（圖1）。螺旋天線的方向性在很大程度上取決于螺旋的直徑（D）與波長(zhǎng)（入）的比值D/入。當(dāng)D/入＜0.18時(shí)，螺旋天線在包含螺旋軸線的平面上有8字形方向圖，在垂直于螺旋軸線的平面上有最大輻射，并在這個(gè)平面得到圓形對(duì)稱的方向圖。這種天線稱為法向模螺旋天線（圖2a）,用于便攜式電臺(tái)。當(dāng)D/入=0.25?0.46（即一圈螺旋周長(zhǎng)約為一個(gè)波長(zhǎng)）時(shí)，天線沿軸線方向有最大輻射，并在軸線方向產(chǎn)生圓極化波。這種天線稱為軸向模螺旋天線（圖2b），常用于通信、雷達(dá)、遙控遙測(cè)等。當(dāng)D/入進(jìn)一步增大時(shí)，最大輻射方向偏離軸線方向（圖O/4V0.18DI人=0.25?0.46O/4V0.18DI人=0.25?0.46〃〃>0.5螺旋直徑對(duì)方向圖的影響軸向模螺旋天線應(yīng)用最廣。圖1中，D為螺旋天線直徑；S為螺距；l為一圈周長(zhǎng)；n為圈數(shù)；a為升角；L為軸線長(zhǎng)。它們的關(guān)系是l2=(nD)2+S2L=nSa=0的螺旋為平面上的單圈螺旋，取周長(zhǎng)近似等于一個(gè)波長(zhǎng)，并假定線上運(yùn)載行波電流。在某一瞬時(shí)線上是正弦電流分布（圖3）。在和x與y軸對(duì)稱的任意四點(diǎn)A、B、C、D,電流存在下列關(guān)系：圖3單圈螺旋瞬時(shí)電流分布I組=—I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(yùn)載的是行波，電流沿線圈的分布將繞z軸旋轉(zhuǎn)。因此，在z軸方向的電場(chǎng)Ey也繞z軸

旋轉(zhuǎn)，于是在軸向產(chǎn)生圓極化波，并有最大輻射，故稱為軸向模輻射。這種天線具有圓極化輻射的特點(diǎn)，它的頻帶很寬，在1:1.7通頻帶內(nèi)方向圖變化不大，而且天線的輸入阻抗幾a=0的螺旋為平面上的單圈螺旋，取周長(zhǎng)近似等于一個(gè)波長(zhǎng)，并假定線上運(yùn)載行波電流。在某一瞬時(shí)線上是正弦電流分布（圖3）。在和x與y軸對(duì)稱的任意四點(diǎn)A、B、C、D,電流存在下列關(guān)系：圖3單圈螺旋瞬時(shí)電流分布反射板反射板圓錐螺旋天線反射板反射板圓錐螺旋天線法向模螺旋天線（D/入〈0.18）實(shí)質(zhì)上是細(xì)線天線，為了縮短長(zhǎng)度，可把它卷繞成螺旋狀。因此，它的特性與單極細(xì)線天線（見(jiàn)不對(duì)稱天線）相仿，具有8字形方向圖，并且頻帶很窄，一般用作小功率電臺(tái)的通信天線。邊射式螺旋天線是一種法向模螺旋天線。它是在螺旋的中心軸線上放置一根金屬導(dǎo)體，當(dāng)螺旋一圈的周長(zhǎng)l=MA（M=2,3,…整數(shù)）時(shí)，也在螺旋的法向產(chǎn)生最大輻射（圖5）。這種天線可用作電視發(fā)射天線。中心導(dǎo)體饋電點(diǎn)圖5邊射式中心導(dǎo)體饋電點(diǎn)圖5邊射式螺旋天線螺旋線等角螺旋天線也是一種法向模螺旋天線。天線的兩臂，在一個(gè)平面上或錐面上按特定的曲率變化繞旋展開(kāi)（圖6）。由于這種天線的外形只由角度決定，不包含線性長(zhǎng)度，因而天線的特性不受頻率變