Haberler - Helisel Anten: Geniş Bant Dairesel Polarizasyon İçin İdeal Seçim

ASpiral AntenSpiral şeklindeki yapısıyla karakterize edilen, tipik bir tel anten örneğidir. VHF ve UHF bantları için uygun geniş bantlı bir antendir.

Sarmal anten, yaklaşık 30 MHz ile 3 GHz arasındaki frekans aralığında çalışır ve esas olarak VHF ve UHF bantlarını kapsar.

Spiral Antenin Yapısı ve Çalışma Prensipleri

Bir iletkenin spiral şeklinde sarılması ve bir besleme hattı aracılığıyla topraklama düzlemine bağlanmasıyla spiral anten oluşturulur. Basit yapısı sayesinde doğal olarak dairesel polarize dalgalar üretir ve uydu röle sistemleri gibi dünya dışı iletişimde yaygın olarak kullanılır.

Yukarıdaki şekilde uydu iletişiminde kullanılan bir spiral anten sistemi gösterilmektedir. Bu tür antenler genellikle geniş bir dış mekan kurulum alanına ihtiyaç duyar.

Sarmal anten, kalın bakır tel veya borudan yapılmış, sarmal şeklinde bir bobinden oluşur ve düz bir metal topraklama düzlemiyle birlikte çalışır. Sarmalın bir ucu koaksiyel kablonun orta iletkenine bağlanırken, dış iletken topraklama düzlemine bağlanır.

Yukarıdaki görsel, spiral antenin yapısını ve bileşenlerinin detaylı görünümünü göstermektedir.

Sarmal antenin radyasyon özellikleri öncelikle sarmal çapı, dönüşler arasındaki mesafe (adım) ve adım açısı tarafından belirlenir.

Eğim açısı, helise teğet olan doğru ile helis eksenine dik olan düzlem arasındaki açı olarak tanımlanır ve şu şekilde verilir:

Nerede:

•D, sarmalın çapıdır.

•S, dönüşler arasındaki merkezden merkeze mesafeyi (pitch) ifade eder.

•α, eğim açısıdır.

Çalışma Modu

Spiral antenler iki temel modda çalışır:

•Normal Mod (aynı zamanda dik radyasyon modu olarak da bilinir)

•Eksenel Mod (uçtan ateşleme modu veya ışın radyasyon modu olarak da bilinir)

Her mod aşağıda ayrıntılı olarak açıklanmıştır.

Normal radyasyon modunda, yayılan alan sarmal eksenine diktir ve yayılan dalga dairesel olarak polarize edilmiştir. Bu mod, sarmal boyutlarının dalga boyuna göre küçük olduğu durumlarda elde edilir. Bu durumda, sarmal antenin radyasyon özellikleri, kısa bir dipol anten ve bir halka antenin birleşimi olarak düşünülebilir.

Yukarıdaki şekil, normal çalışma modunda çalışan bir spiral antenin radyasyon desenini göstermektedir.

Bu mod, sarmal çapı D ve dönüşler arasındaki mesafe S ile belirlenir. Bu çalışma modunun dezavantajları arasında düşük radyasyon verimliliği ve dar bant genişliği bulunur; bu nedenle pratik uygulamalarda nadiren kullanılır.

Eksenel Mod

Eksenel radyasyon modunda, yayılan alan sarmal ekseni boyunca uçtan uca yayılma özellikleri gösterir ve yayılan dalga dairesel veya neredeyse dairesel olarak polarize olur. Bu mod, sarmal çevresi bir dalga boyu (λ) mertebesine çıkarıldığında ve dönüşler arasındaki mesafe yaklaşık λ/4 olduğunda elde edilir. Bu koşullar altında, radyasyon deseni eksen boyunca geniş ve yönlü özelliklere sahip olur ve eksenden farklı açılarda yan loblar ortaya çıkar.

Yukarıdaki şekil, eksenel modda çalışan bir spiral antenin radyasyon desenini göstermektedir.

Anten sağ el dairesel polarize (RHCP) dalgalar için tasarlandığında, sol el dairesel polarize (LHCP) dalgaları almaz ve bunun tersi de geçerlidir. Bu çalışma modu uygulaması kolaydır ve pratik uygulamalarda daha yaygın olarak kullanılır.

Spiral antenin başlıca avantajları şunlardır:

•Basit yapı ve kolay tasarım

•Yüksek yönlendirme

•Geniş bant genişliği

•Dairesel polarizasyona uygun

•HF ve VHF bantları için uygundur

Spiral antenin başlıca uygulama alanları şunlardır:

•Tek sarmal antenler veya bunların dizileri, VHF sinyal iletimi ve alımı için kullanılır.

•Uydu ve derin uzay sondası iletişim sistemlerinde yaygın olarak kullanılır.

• Balistik füzeler, uydular ve yer istasyonları arasındaki telemetri bağlantılarında kullanılır.

•Ay ile Dünya arasında iletişim kurmak için kullanıldı.

•Ayrıca radyo astronomi uygulamalarında da önemli bir rol oynar.