Théorie de l'antenne - hélicoïdale

Helical antennaest un exemple d'antenne filaire et forme elle-même la forme d'une hélice. Il s'agit d'une antenne VHF et UHF à large bande.

Gamme de fréquences

La gamme de fréquences de fonctionnement de l'antenne hélicoïdale est d'environ 30MHz to 3GHz. Cette antenne fonctionne enVHF et UHF gammes.

Construction et fonctionnement de l'antenne hélicoïdale

Helical antennaou l'antenne hélicoïdale est l'antenne dans laquelle le fil conducteur est enroulé en forme hélicoïdale et connecté à la plaque de masse avec une ligne d'alimentation. C'est l'antenne la plus simple, qui fournitcircularly polarized waves. Il est utilisé dans les communications extraterrestres dans lesquelles des relais satellites, etc., sont impliqués.

L'image ci-dessus montre un système d'antenne hélicoïdale, qui est utilisé pour les communications par satellite. Ces antennes nécessitent un espace extérieur plus large.

Il se compose d'une hélice de fil de cuivre épais ou de tube enroulé en forme de filetage de vis utilisé comme antenne en conjonction avec une plaque métallique plate appelée plaque de masse. Une extrémité de l'hélice est connectée au conducteur central du câble et le conducteur extérieur est connecté à la plaque de masse.

L'image d'une antenne hélicoïdale détaillant les pièces de l'antenne est illustrée ci-dessus.

Le rayonnement de l'antenne hélicoïdale dépend du diamètre de l'hélice, de l'espacement des tours et de l'angle de pas.

Pitch angle est l'angle entre une ligne tangente au fil de l'hélice et le plan normal à l'axe de l'hélice.

$$ \ alpha = \ tan ^ {- 1} (\ frac {S} {\ pi D}) $$

où,

• D est le diameter d'hélice.

• S est le turn spacing (centre à centre).

• α est le pitch angle.

Modes de fonctionnement

Les principaux modes de fonctionnement d'une antenne hélicoïdale sont -

• Normal ou mode de rayonnement perpendiculaire.

• Axial ou mode de rayonnement en feu de bout ou en faisceau.

Laissez-nous les discuter en détail.

Mode normal

En mode normal de rayonnement, le champ de rayonnement est normal à l'axe de l'hélice. Les ondes rayonnées sont polarisées circulairement. Ce mode de rayonnement est obtenu si les dimensions de l'hélice sont faibles par rapport à la longueur d'onde. Le diagramme de rayonnement de cette antenne hélicoïdale est une combinaison de dipôle court et d'antenne cadre.

La figure ci-dessus montre le diagramme de rayonnement pour le mode normal de rayonnement dans l'antenne hélicoïdale.

Cela dépend des valeurs de diamètre de l'hélice, D et son espacement des tours, S. Les inconvénients de ce mode de fonctionnement sont une faible efficacité de rayonnement et une bande passante étroite. Par conséquent, il est à peine utilisé.

Mode axial

Dans axial modede rayonnement, le rayonnement est dans la direction du feu d'extrémité le long de l'axe hélicoïdal et les ondes sont polarisées de manière circulaire ou presque circulaire. Ce mode de fonctionnement est obtenu en élevant la circonférence de l'ordre d'une longueur d'onde(λ) et un espacement d'environ λ/4. Le diagramme de rayonnement est large et directionnel le long du faisceau axial produisant des lobes mineurs à des angles obliques.

La figure montre le diagramme de rayonnement pour le mode axial de rayonnement dans l'antenne hélicoïdale.

Si cette antenne est conçue pour des ondes polarisées circulairement à droite, elle ne recevra pas d'ondes polarisées circulairement à gauche et vice versa. Ce mode de fonctionnement est généré avec une grande facilité et estmore practically used.

Avantages

Voici les avantages de l'antenne hélicoïdale -

• Conception simple
• Directivité la plus élevée
• Bande passante plus large
• Peut réaliser une polarisation circulaire
• Peut être utilisé sur les bandes HF et VHF également

Désavantages

Voici les inconvénients de l'antenne hélicoïdale -

• L'antenne est plus grande et nécessite plus d'espace
• L'efficacité diminue avec le nombre de tours

Applications

Voici les applications de l'antenne hélicoïdale -

• Une seule antenne hélicoïdale ou son réseau est utilisé pour transmettre et recevoir des signaux VHF

• Fréquemment utilisé pour les communications par satellite et sonde spatiale

• Utilisé pour les liaisons de télémétrie avec des missiles ballastiques et des satellites aux stations terriennes

• Utilisé pour établir les communications entre la lune et la Terre

• Applications en radioastronomie