Teoría de la antena – espiral
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Antena espiral es un ejemplo de antena de cable y tiene forma de espiral. Es una antena de banda ancha VHF y UHF.
El rango de frecuencia de la antena helicoidal es de aproximadamente 30 MHz a 3 GHz… Esta antena funciona en VHF y UHF rangos.
Antena espiral o una antena helicoidal es una antena en la que un cable conductor se enrolla en espiral y se conecta a una placa de tierra utilizando una línea de alimentación. Esta es la antena más simple que proporciona ondas polarizadas circularmente… Se utiliza en comunicaciones extraterrestres que involucran repetidores de satélite, etc.
La imagen de arriba muestra el sistema de antena helicoidal utilizado para las comunicaciones por satélite. Estas antenas requieren un área abierta más amplia.
Consiste en una espiral de alambre o tubo de cobre grueso enrollado en una rosca que se usa como antena combinada con una placa de metal plana llamada placa de tierra. Un extremo de la espiral se conecta al conductor central del cable y el conductor exterior se conecta a la placa de conexión a tierra.
Imagen de la antena helicoidal con los detalles de la antena que se muestran arriba.
La radiación de una antena en espiral depende del diámetro de la espiral, el paso de rotación y el ángulo de inclinación.
Ángulo de paso – el ángulo entre una línea recta tangente al alambre espiral y un plano perpendicular al eje de la espiral.
$$ alpha = tan ^ {- 1} ( \frac {S} { pi D}) $$
dónde,
D este es diámetro espirales.
S este es intervalo de giro (de centro a centro).
α este es ángulo de paso…
Los modos de funcionamiento predominantes de la antena helicoidal:
Normal o modo de radiación perpendicular.
Axial ya sea en modo de radiación de extremo o haz.
Analicémoslos con más detalle.
En el modo normal de radiación, el campo de radiación es perpendicular al eje de la espiral. Las ondas emitidas están polarizadas circularmente. Dicho régimen de radiación se obtiene si las dimensiones de la espiral son pequeñas en comparación con la longitud de onda. El patrón de radiación de esta antena helicoidal es una combinación de un dipolo corto y una antena de cuadro.
La figura anterior muestra el patrón de radiación para el modo de radiación normal de la antena helicoidal.
Depende de los valores del diámetro de la espiral, D y su paso de turno, S… Las desventajas de este modo de operación son la baja eficiencia de radiación y el ancho de banda estrecho. Por lo tanto, casi nunca se usa.
EN modo axial radiación, la radiación se dirige hacia el final a lo largo del eje espiral, y las ondas tienen polarización circular o casi circular. Este modo de funcionamiento se logra aumentando la circunferencia a una longitud de onda. (λ) y un intervalo de aproximadamente λ / 4… El patrón de radiación es ancho y se dirige a lo largo del haz axial, formando pequeños lóbulos en ángulos oblicuos.
La figura muestra el patrón de radiación para el modo de radiación axial de la antena helicoidal.
Si esta antena está diseñada para ondas polarizadas circularmente a la derecha, entonces no recibirá ondas polarizadas circularmente a la izquierda y viceversa. Este modo de operación es muy fácil de crear y más practicamente usado…
Los siguientes son los beneficios de una antena helicoidal:
A continuación se muestran las desventajas de una antena en espiral:
Las siguientes son las aplicaciones de la antena en espiral:
Se utiliza una sola antena helicoidal o su conjunto para transmitir y recibir señales VHF.
A menudo se utiliza para la comunicación con satélites y sondas espaciales.
Utilizado para telemetría con cohetes de lastre y satélites en estaciones terrenas.
Se utiliza para establecer la comunicación entre la Luna y la Tierra.
Aplicaciones en radioastronomía
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