UnAntena espiralés un exemple típic d'antena de filferro, caracteritzada per la seva estructura en forma d'espiral. És una antena de banda ampla adequada per a bandes VHF i UHF.
L'antena helicoïdal funciona en un rang de freqüències d'aproximadament 30 MHz a 3 GHz, cobrint principalment les bandes VHF i UHF.
Els principis de construcció i funcionament de l'antena espiral
Una antena espiral es forma enrotllant un conductor en forma d'espiral i connectant-lo a un pla de terra a través d'una línia d'alimentació. Amb una estructura simple, genera naturalment ones polaritzades circularment i s'utilitza àmpliament en comunicacions extraterrestres com ara sistemes de retransmissió de satèl·lits.
La figura superior mostra un sistema d'antena espiral utilitzat per a comunicacions per satèl·lit. Aquestes antenes solen requerir un ampli espai d'instal·lació a l'aire lliure.
L'antena espiral consisteix en una bobina de filferro o tub de coure gruixut en forma d'hèlix, que funciona conjuntament amb un pla de terra metàl·lic pla. Un extrem de l'hèlix està connectat al conductor central del cable coaxial, mentre que el conductor exterior està unit al pla de terra.
La imatge superior il·lustra l'estructura d'una antena espiral, amb una vista detallada dels seus components.
Les característiques de radiació d'una antena espiral es determinen principalment pel diàmetre de l'hèlix, l'espai entre les espires (pas) i l'angle de pas.
L'angle de pas es defineix com l'angle entre la tangent a l'hèlix i el pla normal a l'eix de l'hèlix, i ve donat per:
On:
• D és el diàmetre de l'hèlix
•S és el pas (espaiat de centre a centre entre voltes adjacents)
•α és l'angle de tancament
Mode d'operació
Les antenes espirals funcionen en dos modes principals:
• Mode normal (també conegut com a mode de radiació perpendicular)
• Mode axial (també conegut com a mode de foc final o mode de radiació de feix)
Cada mode es descriu detalladament a continuació.
En el mode de radiació normal, el camp radiat és perpendicular a l'eix de l'hèlix i l'ona radiada està polaritzada circularment. Aquest mode s'aconsegueix quan les dimensions de l'hèlix són petites en relació amb la longitud d'ona. En aquest cas, les característiques de radiació de l'antena helicoïdal es poden considerar com una combinació d'una antena dipol curta i una antena de bucle.
La figura superior il·lustra el patró de radiació d'una antena espiral que funciona en mode normal.
Aquest mode està determinat pel diàmetre de l'hèlix D i l'espai entre les espires S. Els desavantatges d'aquest mode de funcionament inclouen una baixa eficiència de radiació i un ample de banda estret; per tant, rarament s'utilitza en aplicacions pràctiques.
Mode axial
En el mode de radiació axial, el camp radiat presenta característiques de foc final al llarg de l'eix de l'hèlix, i l'ona radiada està polaritzada circularment o gairebé circularment. Aquest mode s'aconsegueix quan la circumferència de l'hèlix augmenta fins a l'ordre d'una longitud d'ona (λ) i l'espai entre les espires és aproximadament λ/4. En aquestes condicions, el patró de radiació és ampli al llarg de l'eix amb característiques direccionals, i els lòbuls laterals apareixen en angles desplaçats respecte a l'eix.
La figura superior il·lustra el patró de radiació d'una antena espiral que funciona en mode axial.
Quan l'antena està dissenyada per a ones de polarització circular a dreta (RHCP), no rebrà ones de polarització circular a esquerra (LHCP), i viceversa. Aquest mode de funcionament és fàcil d'implementar i s'utilitza més habitualment en aplicacions pràctiques.
Els principals avantatges de l'antena espiral són els següents:
• Estructura senzilla i fàcil de dissenyar
• Alta directivitat
• Ampla amplada de banda
•Capaç de polarització circular
• Apte per a bandes HF i VHF
Les principals aplicacions de l'antena espiral són les següents:
• Les antenes helicoïdals simples o les seves matrius s'utilitzen per a la transmissió i recepció de senyals VHF
• Àmpliament utilitzat en sistemes de comunicació per satèl·lit i sondes espacials profundes
• Aplicat en enllaços de telemetria entre míssils balístics, satèl·lits i estacions terrestres
• S'utilitza per establir la comunicació entre la Lluna i la Terra
•També juga un paper important en les aplicacions de radioastronomia
RFMisoAntena espiral: la vostra solució fiable per a la polarització circular de banda ampla.
RM-PSA0756-3L
RM-PSA0756-3R
RM-PSA1840-5
RM-PSA218-2R
RM-PSA218-V2
Per a més informació sobre les antenes, visiteu:
Data de publicació: 26 de març de 2026
