Устройство СВЧ

Введение

Спиральная антенна состоит из проволочной спирали, питаемой коаксиальной линией [1]. Внутренний провод этой линии присоединяется к спирали, а наружная оболочка – к металлическому диску. На рисунке 1 схематично изображена спиральная антенна. Рисунок 1. Спиральная антенна Диск спиральной антенны служит для уменьшения токов на наружной оболочке коаксиальной линии, уменьшения колебаний входного сопротивления в рабочем диапазоне, а также ослабления излучения в заданных квадрантах. Диаметр диска выбирается порядка (0,8-1,5)L, где L – длина спирали. Диск необязательно выполнять из сплошного листа, его можно изготовить из системы радиальных и круговых проводов. Направленные свойства спиральной антенны существенно зависят от диаметра спирали. При малых диаметрах антенна имеет максимальное излучение в плоскости, нормальной оси спирали, причем в этой плоскости получается круговая поляризация. При диаметре спирали величиной порядка (0,25-0,45)λ антенна имеет максимальное излучение вдоль оси. При дальнейшем увеличении диаметра спирали диаграмма принимает коническую форму (направления максимального излучения образуют конус с осью, совпадающей с осью спирали). Указанные три вида спиралей и соответствующие им формы диаграмм направленности приведены на рисунке 2. Рисунок 2. Виды спиралей и их диаграммы направленности На рисунке 3 изображена развертка одного витка спиральной антенны. Длина витка спирали l связана с шагом спирали S соотношением . Где - угол подъема витка спирали. Диаметр витков спирали и шаг намотки должны быть выбраны таким образом, чтобы каждый виток имел поляризацию, близкую к круговой, максимальное излучение в направлении оси создаваемых отдельными витками в направлении оси Z, складывались вместе приема в фазе или с небольшим сдвигом фаз. В соответствии с теорией антенны бегущей волны максимальный коэффициент направленного действия получается в случае, когда сдвиг фаз А1 между напряженностью поля, создаваемого первым (от источника) витком, и напряженностью поля, создаваемого последним витком, равен . Для обеспечения круговой поляризации или близкой к ней поляризации поля, а также для обеспечения интенсивного излучения каждого витка в направлении оси Z нужно, чтобы длина витка была близкой к λ.