介绍简易螺旋天线的制作方法

接线图 2024年02月20日 21:00 213 admin

螺旋天线(helical antenna)是一种具有螺旋形状的天线。它由导电性能良好的金螺旋天线属螺旋线组成，通常用同轴线馈电，同轴线的心线和螺旋线的一端相连接，同轴线的外导体则和接地的金属网（或板）相连接。螺旋天线的辐射方向与螺旋线圆周长有关。当螺旋线的圆周长比一个波长小很多时，辐射最强的方向垂直于螺旋轴；当螺旋线圆周长为一个波长的数量级时，最强辐射出现在螺旋旋轴方向上。
　　袖珍通讯机由于体积小，重量轻，使用方便等优点，现在广泛应用一种螺旋天线，一般成品螺旋天线都用导电性能良好的金属线绕成并密封好。其工作原理下：
　　图1 所示一般天线结构示意图。D是螺旋天线直径，L是螺旋天线长度，ρ是螺距，Ⅰ、Ⅱ是螺旋线上相对应两点。
　　一般可以认为，电磁波沿金属螺旋线以光速C作匀速运动。
　　从Ⅰ点到Ⅱ点即进行一个螺旋，所需时间为t = πD/C,而对螺旋天线而言，其轴向电磁波只运动行进了一个螺距ρ，其轴向等效速率υ=ρ/t =ρ/C (πD),这种关系也可用图2形式解释。由图2可知： υ=Csinθ=Cρ/（πD）≤C
　　由上式可以看出，υ总是小于等于C的。故螺旋天线能使电磁波运动速度减慢，是一个慢波系统，其等效波长λ等效小于工作波长λ。
　　对于工作于一定中心频率的通讯机来说，其所需绕的线圈数N可以由下式近似算出：

介绍简易螺旋天线的制作方法第1张

　　螺距：υ=L/N
　　所需金属线长度：ι=NπD
　　对于一般通讯机可取：L=20~40cm，D=10~20mm
　　下表是对一些常用频率螺旋天线的设计实例，其他频率也可类似设计。
　　f是工作中心频率； D是螺旋天线直径； L是螺旋天线长度； N是螺旋圈数； ι是所需金属线长度。
　　以上N、ρ为了实际制作需要均取近似值。
　　制作时可用直径0.5~1.5mm漆包线或镀银铜线或铝线在直径为D的有机玻璃或其他绝缘材料上绕制，并在棒的两头打上小孔，以利于固定金属线；在棒的底端焊上较粗的金属杆或插头固定在棒上，以利于与机器连接。设定参数如下：
　　频率f=27MHZ
　　波速c=3×108M（注：108应为10的8次方）
　　天线应谐振于1/4工作波长，则按公式可计算拉杆天线的长度：
　　L=1/4λ=1/4 c/f=1/4(3×108/27×108)=2.78m（注：108应为10的8次方）
　　按照上面的表格，可知如果使用螺旋天线，中心频率为27MHZ的慢波天线，其外观长度仅40cm，尺寸约仅为拉杆天线的七分之一。

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