介紹簡易螺旋天線的制作方法
出處:again_gyf 發(fā)布于:2011-08-24 16:10:37 | 8406 次閱讀
螺旋天線(helical antenna)是一種具有螺旋形狀的天線。它由導電性能良好的金螺旋天線屬螺旋線組成,通常用同軸線饋電,同軸線的心線和螺旋線的一端相連接,同軸線的外導體則和接地的金屬網(或板)相連接。螺旋天線的輻射方向與螺旋線圓周長有關。當螺旋線的圓周長比一個波長小很多時,輻射最強的方向垂直于螺旋軸;當螺旋線圓周長為一個波長的數(shù)量級時,最強輻射出現(xiàn)在螺旋旋軸方向上。
袖珍通訊機由于體積小,重量輕,使用方便等優(yōu)點,現(xiàn)在廣泛應用一種螺旋天線,一般成品螺旋天線都用導電性能良好的金屬線繞成并密封好。其工作原理下:
圖1 所示一般天線結構示意圖。D是螺旋天線直徑,L是螺旋天線長度,ρ是螺距,Ⅰ、Ⅱ是螺旋線上相對應兩點。
一般可以認為,電磁波沿金屬螺旋線以光速C作勻速運動。
從Ⅰ點到Ⅱ點即進行一個螺旋,所需時間為t = πD/C,而對螺旋天線而言,其軸向電磁波只運動行進了一個螺距ρ,其軸向等效速率υ=ρ/t =ρ/C (πD),這種關系也可用圖2形式解釋。由圖2可知: υ=Csinθ=Cρ/(πD)≤C
由上式可以看出,υ總是小于等于C的。故螺旋天線能使電磁波運動速度減慢,是一個慢波系統(tǒng),其等效波長λ等效小于工作波長λ。
對于工作于一定中心頻率的通訊機來說,其所需繞的線圈數(shù)N可以由下式近似算出:

螺距:υ=L/N
所需金屬線長度:ι=NπD
對于一般通訊機可取:L=20~40cm,D=10~20mm
下表是對一些常用頻率螺旋天線的設計實例,其他頻率也可類似設計。
f是工作中心頻率; D是螺旋天線直徑; L是螺旋天線長度; N是螺旋圈數(shù); ι是所需金屬線長度。
以上N、ρ為了實際制作需要均取近似值。
制作時可用直徑0.5~1.5mm漆包線或鍍銀銅線或鋁線在直徑為D的有機玻璃或其他絕緣材料上繞制,并在棒的兩頭打上小孔,以利于固定金屬線;在棒的底端焊上較粗的金屬桿或插頭固定在棒上,以利于與機器連接。設定參數(shù)如下:
頻率f=27MHZ
波速c=3×108M(注:108應為10的8次方)
天線應諧振于1/4工作波長,則按公式可計算拉桿天線的長度:
L=1/4λ=1/4 c/f=1/4(3×108/27×108)=2.78m(注:108應為10的8次方)
按照上面的表格,可知如果使用螺旋天線,中心頻率為27MHZ的慢波天線,其外觀長度僅40cm,尺寸約僅為拉桿天線的七分之一。


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