آنتن مارپیچی محوری (Axial Mode Helical Antenna)، در فیزیک (Physics)
انواع آنتن ها (Antenna) را در آموزش زیر شرح دادیم :
آنتن مارپیچی محوری (Axial Mode Helical Antenna) :
آنتن مارپیچی محوری حالت خاصی از آنتن مارپیچی است که در آن محیط مارپیچ (محیط استوانه) حدود یک طول موج (
\[ C \approx \lambda \]) و فاصله بین دورها (گام) حدود
\[ \lambda/4 \]است. در این شرایط، بیشترین تشعشع در امتداد محور مارپیچ رخ می دهد و آنتن دارای قطبش دایره ای نزدیک به محور است.
برای اینکه آنتن در حالت محوری کار کند، باید رابطه زیر بین قطر
\[ D \]و گام
\[ S \]برقرار باشد:
\[ \pi D \approx \lambda \]و
\[ S \approx \lambda/4 \]. طول کل مارپیچ
\[ L = nS \]که
\[ n \]تعداد دور است، معمولا بین ۳ تا ۱۵ دور انتخاب می شود. با افزایش تعداد دور، بهره افزایش می یابد، اما پهنای باند کاهش پیدا می کند.
مکانیسم تشعشع در حالت محوری شبیه یک آرایه از حلقه ها و دوقطبی هاست که به صورت مارپیچی چیده شده اند. هر دور مارپیچ هم به عنوان یک حلقه (تولید میدان مغناطیسی) و هم به عنوان یک دوقطبی کوتاه (تولید میدان الکتریکی) عمل می کند. با تنظیم گام و قطر، این دو مؤلفه با اختلاف فاز ۹۰ درجه ترکیب شده و قطبش دایره ای ایجاد می کنند.
بهره یک آنتن مارپیچی محوری تقریبا با رابطه
\[ G \approx 10 \log( C^2 n S ) \](بر حسب دسی بل) قابل تخمین است. پهنای باند آن معمولا حدود ۲۰-۳۰٪ است. امپدانس ورودی آن در حالت محوری تقریبا مقاومتی و حدود ۱۰۰-۲۰۰ اهم است. برای تطبیق با خط ۵۰ اهم، معمولا از یک صفحه زمین با اندازه مناسب و یا یک تبدیل کننده λ/4 استفاده می شود.
آنتن مارپیچی محوری به دلیل بهره خوب، قطبش دایره ای و ساختار نسبتا ساده، یکی از محبوب ترین آنتن ها برای دنبال کردن ماهواره ها (مانند ماهواره های هواشناسی و ارتباطاتی) و همچنین برای کاربردهای RFID در فرکانس های UHF است.
