Спіральні антени

Однією з ознак корисного сигналу, за якою його можна розрізнити, є вид поляризації. Електромагнітні хвилі із круговою поляризацією створюють спіральні, циліндричні або конічні антени (рис.1.14, а, б). Один кінець спіралі є вільним, а другий з’єднується з центральним дротом коаксіальної лінії. Екран коаксіальної лінії з’єднується з металевим диском – рефлектором, який послаблює задні пелюстки ДС за рахунок компенсації струму на зовнішньому боці лінії. Діаметр диску становить .

Форма ДС циліндричної спіральної антени залежить від співвідношення між довжиною витка спіралі та довжиною хвилі . Тут через та позначено радіус та шаг спіралі відповідно. Якщо значно менша за , то форма ДС наближується до тороїдальної (рис.1.6, а). У такому режимі циліндричні спіральні антени застосовуються, наприклад, у сучасних стільникових телефонах, забезпечуючи прийом сигналів із будь-якого напрямку. Якщо значно менша за , то антена формує односпрямоване випромінювання «вперед», подібно до директорної антени. При цьому ширина пелюстки ДС , а на нульовому рівні – удвічі ширше. При форма ДС стає „лійкоподібною”, тобто випромінювання здовж поздовжньої осі й поза нормаллю до неї відсутні. Коефіцієнт перекриття частотного діапазону K_f = 1,7.

Для розширення діапазону робочих частот застосовують конічну спіральну антену, яка, в залежності від частоти, створює область найбільш збуджених витків. При збільшенні частоти ця область переміщується до кінця спіралі. Аналогічний ефект є притаманним й для логоперіодичної антени.

Доволі поширеними у використанні є пласкі спіральні антени (рис.1.14, в). Характер спрямованості випромінювання – двобічний із круговою поляризацією. Якщо спіраль розташовується понад провідниковою поверхнею, то характер випромінювання стає односпрямованим. Принцип дії двозахідної пласкої спіралі полягає у тому, що в будь-якому напрямку від фазового центру довжини обох спіралей неоднакові внаслідок геометричної різниці довжин окремих стрічок. Тому струми в окремих перерізах зрівнюються у фазі та ефективно збуджують електромагнітну хвилю. Струми в інших перерізах є розфазованими, або протифазними. Тому при відхиленні від нормалі до площини спіралі результуюча хвиля послаблюється, і для певного кута зменшується до нуля.