Antena śrubowa

Antena śrubowa (helikalna) jest zbudowana z odcinka przewodnika zwiniętego w kształt helisy. Została wynaleziona i opisana w 1947 roku przez Johna Daniela Krausa.

Antena śrubowa używana w sieciach WLAN, pracująca przy częstotliwości około 2,5 GHz

B – centralny wspornik
C – kabel koncentryczny
E – dystanse/wsporniki dla helisy
R – reflektor/podstawa
S – śrubowy element powietrzny

Ten typ anten jest stosowany przede wszystkim w zakresie mikrofal. Anteny śrubowe mogą pracować w dwóch trybach: normalnym i osiowym.

Tryb normalny charakteryzuje się tym, że średnica anteny jest mała w porównaniu z długością fali. W tym trybie maksimum promieniowania występuje na kierunku prostopadłym do osi anteny, zaś wytwarzana fala ma polaryzację eliptyczną. Zysk energetyczny tej anteny jest niski, ponieważ antena pracująca w trybie normalnym jest elektrycznie krótka. Charakterystyka promieniowania nie zależy od liczby zwojów.

W trybie osiowym wymiary pojedynczego zwoju są podobne lub większe od długości fali. Kierunek maksymalnego promieniowania w tym przypadku pokrywa się z osią anteny, a polaryzacja fali jest zbliżona do kołowej. Anteny śrubowe w trybie osiowym mogą mieć polaryzację zgodną lub przeciwną do ruchu wskazówek zegara. Jeśli odbierany sygnał jest spolaryzowany liniowo (poziomo lub pionowo), nie sprawia to problemów. Jednak odbieranie sygnału spolaryzowanego zgodnie z ruchem wskazówek zegara przez antenę spolaryzowaną przeciwnie (lub na odwrót) powoduje znaczną stratę mocy.

Maksymalny zysk kierunkowy wynosi:

$D_{o}\simeq 15N{\frac {C^{2}S}{\lambda ^{3}}}.$

Kąt połowy mocy (w stopniach) określony jest wzorem:

$HPBW\simeq {\frac {52\lambda ^{3/2}}{C{\sqrt {NS}}}},$

gdzie:

$C$ – obwód pojedynczego zwoju,

$S$ – odstęp pomiędzy zwojami,

$N$ – liczba zwojów,

$\lambda$ – długość fali.

Impedancja końcowa w trybie osiowym wynosi od 100 do 200 Ω. Rezystancja wynosi w przybliżeniu:

$R\simeq 140\left({\frac {C}{\lambda }}\right),$

gdzie:

$R$ – rezystancja,

$C$ – obwód pojedynczego zwoju,

$\lambda$ – długość fali.

Bibliografia

• Jarosław Szóstka, Fale i anteny, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2000, 2001.
• John D. Kraus, Ronald J. Marhefka, Antennas: For All Applications, Third Edition, 2002, McGraw-Hill Higher Education.