Antenna-theory-helical
アンテナ理論-ヘリカル
- ヘリカルアンテナ*はワイヤーアンテナの例であり、それ自体がらせんの形状を形成します。 これは、ブロードバンドVHFおよびUHFアンテナです。
周波数範囲
ヘリカルアンテナの動作周波数範囲は、約 30MHz〜3GHz です。 このアンテナは、 VHF および UHF の範囲で動作します。
ヘリカルアンテナの構築と動作
- ヘリカルアンテナ*またはヘリカルアンテナは、導線がヘリカル状に巻かれ、給電線で接地板に接続されているアンテナです。 これは最も単純なアンテナで、*円偏波*を提供します。 衛星中継などが関与する地球外通信で使用されます。
上の画像は、衛星通信に使用されるヘリカルアンテナシステムを示しています。 これらのアンテナには、より広い屋外スペースが必要です。
これは、接地板と呼ばれる平らな金属板と組み合わせてアンテナとして使用されるねじ山の形状に巻かれた太い銅線またはチューブのらせんで構成されています。 らせんの一端はケーブルの中心導体に接続され、外部導体は接地板に接続されます。
アンテナパーツの詳細を示すヘリカルアンテナの画像を上に示します。
ヘリカルアンテナの放射は、ヘリックスの直径、ターン間隔、およびピッチ角に依存します。
- ピッチ角*は、らせんワイヤに接する線とらせん軸に垂直な平面との間の角度です。
どこで、
- D はらせんの*直径*です。
- S は*ターン間隔*(中心から中心)です。
- *α*は*ピッチ角*です。
動作モード
ヘリカルアンテナの主要な動作モードは次のとおりです-
- *通常*または放射の垂直モード。
- *アキシャル*またはエンドファイアまたはビームモードの放射。
それらについて詳しく説明しましょう。
ノーマルモード
放射の通常モードでは、放射フィールドはらせん軸に垂直です。 放射波は円偏光しています。 この放射モードは、らせんの寸法が波長と比較して小さい場合に得られます。 このヘリカルアンテナの放射パターンは、短いダイポールアンテナとループアンテナの組み合わせです。
上の図は、ヘリカルアンテナの通常モードの放射の放射パターンを示しています。
それは、らせんの直径の値 D とその回転間隔 S に依存します。 この動作モードの欠点は、放射効率が低く、帯域幅が狭いことです。 したがって、ほとんど使用されません。
軸モード
放射の*軸モード*では、放射はらせん軸に沿ったエンドファイア方向にあり、波は円またはほぼ円偏光します。 この動作モードは、円周を1波長*(λ)*および約*λ/4 *の間隔に上げることで得られます。 放射パターンは広く、軸方向のビームに沿って指向性があり、斜めの角度で小さなローブを生成します。
図は、ヘリカルアンテナの放射の軸モードの放射パターンを示しています。
このアンテナが右回りの円偏波用に設計されている場合、左回りの円偏波を受信できません。逆の場合も同様です。 この操作モードは非常に簡単に生成され、実際に使用されます。
利点
以下は、ヘリカルアンテナの利点です-
- シンプルなデザイン
- 最高の指向性
- より広い帯域幅
- 円偏光を実現できます
- HFおよびVHFバンドでも使用可能
デメリット
以下は、ヘリカルアンテナの欠点です-
- アンテナが大きく、より多くのスペースが必要
- ターン数とともに効率が低下します
アプリケーション
以下は、ヘリカルアンテナのアプリケーションです-
- 単一のヘリカルアンテナまたはそのアレイを使用して、VHF信号を送受信します。
- 衛星および宇宙探査機の通信によく使用されます
- 地球局の弾道ミサイルおよび衛星との遠隔測定リンクに使用
- 月と地球間の通信を確立するために使用
- 電波天文学への応用