сти антенны при изменении параметра nS/K показано на рис. 6.74. Из анализа графиков, приведенных иа этом рисунке, сдедует, что на ширину диаграммы направленности оказывает влияние и электрическая длина витка спирали, т. е. отношение сД. Из графиков следует также, что одну и ту же ширину диаграммы можно получить, используя две различные антенны. Например, для получения ширины диаграммы 30° можно применить антенну, характеризуемую следующими параметрами; п5/А=2 и с=1,2Я. Такую же ширину можно получить, изготовив и антенну с параметрами л5Д= =-4,8 и с=0,8А. Качественная картина изменения ширины диаграммы направленности спиральной антенны в зависимости от способа ее изготовления показана иа рис. 6.746.

Для расчета конструктивных -параметров спиральной антенны, необходимых для реализации заданной ширины диаграммы иаправленности по уровню половинной мощности 6о,5 или по первым нулям диаграммы Во, можно пользоваться следующими формулами:

(6.14)

во=П51/сУпЩ. (6.15)

Диапазонные свойства характеристик излучения спиральной антенны иллюстрируются серией диаграмм, приведенных иа рис. 6.75.

Приведенные на рис. 6.75 диаграммы соответствуют спиральной антенне, имеющей шесть витков и угол а=14°. При изменении частоты от 275 до 560 МГц периметр спирали меняется от 0,66А до 1.35А. Графики показывают, что оптимальное с рассматриваемой точки зрения значение С/Я находится в пределах 0,97... 1,22.

Усиление спиральной антенны зависит от параметра nS/A и электрической длины периметра витка, т. е. от отношения СД. Коэффициент направленного действия спиральной антенны можно оценить по формуле

D=15nC S/X . (6.16)

= 52 VcVnSA:

На рис. 6.76 приведены графики, позволяющие определить усиление спиральной антенны.

При оценке рабочей полосы частот пользуются сразу двумя критериями: изменением направленных свойств и изменением согласования спиральной антенны. В качестве примера рассмотрим спиральную антенну с шестью витками и углом а=14°. Диаграмма направленности данной антенны при работе на различных частотах рас-

I-1-1-I-I I I I 1.111 I , , , , сматривалась ранее (см.

S 4 f е 7 е /с /г /4 reiszo so ssiou рис. 6.75). На графиках числа еишксв о,я смюиKf р с. 6.77а приведены ре-

Рнс. 6.76. Усиление спиральной антенны зультатЫ измерения

Параметр nS

Яст V В диапазоне частот от 200 до 700 МГц, а также изменение ширины диаграммы иаправлеиноети в том же чаетотном диапазоие, полученные в результате обработки диаграмм иа рис. 6.75. Эти результаты переносятся в новую систему координат, образованную электрическим диаметром D, и электрическим шагом витка спиральной антенны (рис. 6.776). Частоты Fi и Fz являются критическими, выше н ниже которых происходит недопустимое ухудшение хотя бы одного нз двух параметров антенны. За проектную частоту, для которой рассчитываются остальные характеристики антенны, принимается частота Fo.

т 300 400 500 еоо МГЦ

в Вертикалбнои п/гасности 0,4

200 300

400 500

ООО МГц

0,1 0 0,3 0,4 Шаг слира/ги

Рис. 6.77. К оценке рабочей полосы частот спиральной аитениы. я - влияние частоты на ширину лепестка в и К. j-, б-область значений > ° РЬ спираль излучает с помощью собственной волиы Т;

Варианты исполнения спиральных аитеин. До сих пор рассматривался только один вариант выполнения спиральной антенны, хотя имеется достаточное количество других модификаций (рис. 6 78) На этом рисунке представлены следующие варианты исполнения спиральных антенн:

а - спиральная антенна с плоским рефлектором;

б - спиральная антенна с уголковым рефлектором;

в - спиральная антенна без рефлектора, внутри которой размещен металлический стержень;

г - то же, что и в, но с плоским рефлектором;

д - спиральная антенна, витки которой навиты в противоположных направлениях на тонком диэлектрическом стержне;

е - то же, что и д, но витки навиты в одном направлении;

ж, 3, и - антенная система, состоящая из двух спиральных аитеии;

к - спиральные антенны, параметры которых меняются по длине аитеины.

Поляризация электромагнитной волны, излученной спиральной антенной, почти круговая. Направление вращения вектора Е зави-

Тонкий диэлектрический циланвр

намотка I намотка

/!е6ая намотка

Левая намотка

Расширяюиаяся Сходящаяся cnupa/ib спираль

Постоян- I ный угол

Постоян- I

Постоянный шаг наметки S

Рис 6 78 Варианты спиральных аитеин

Ось Ось

ТОГ

Ось I I I

о о о

о о о

Рис 6 79 Способы получения линейной поляризации

сит от способа памотки Например, правосторонняя навивка обеспечивает правостороннюю вращающуюся поляризацию Для получс1Шя линейной поляризации необходимо соединить в одну антенную систему две спиральные антенны с противоположными направлениями иа-моткп спирали (рнс 6 79)

Системы из спиральных антеин. При создании системы спиральных антенн используют тс же принципы, которые были рассмотрены прн анализе дипольных антенных си стем