Fréttir - Helical loftnet: Tilvalið val fyrir breiðbandshringlaga skautun

ASpíral loftneter dæmigert dæmi um vírloftnet, sem einkennist af spírallaga uppbyggingu. Þetta er breiðbandsloftnet sem hentar fyrir VHF og UHF tíðnisviðin.

Spirallaga loftnetið starfar á tíðnisviðinu um það bil 30 MHz til 3 GHz og nær aðallega yfir VHF og UHF sviðin.

Uppbygging og virkni spíralloftnets

Spíralloftnet er myndað með því að vefja leiðara í spíralform og tengja hann við jarðplan í gegnum fæðingarlínu. Með einfaldri uppbyggingu myndar það náttúrulega hringlaga skautaðar bylgjur og er mikið notað í fjarskiptum utan jarðar, svo sem gervihnattaflutningskerfum.

Myndin hér að ofan sýnir spíralloftnetskerfi sem notað er fyrir gervihnattasamskipti. Slík loftnet þurfa yfirleitt nægilegt pláss utandyra.

Spíralloftnetið samanstendur af spíral úr þykkum koparvír eða rörum sem eru mótuð í helix, sem virkar í tengslum við flata málmjarðplötu. Annar endi helixsins er tengdur við miðjuleiðara koaxstrengsins, en ytri leiðarinn er festur við jarðplötuna.

Myndin hér að ofan sýnir uppbyggingu spíralloftnets með ítarlegri sýn á íhluti þess.

Geislunareiginleikar spíralloftnets eru fyrst og fremst ákvörðuð af þvermál helix-loftnetsins, bilinu milli snúninga (pitch) og pitch-horninu.

Hallahornið er skilgreint sem hornið milli snertilsins við helix-ásinn og plansins sem er hornrétt á helix-ásinn og er gefið með:

Hvar:

•D er þvermál helixsins

•S er stigið (miðjubil milli aðliggjandi beygja)

•α er hallahornið

Rekstrarhamur

Spíralloftnet virka í tveimur aðalstillingum:

• Venjulegur hamur (einnig þekktur sem hornréttur geislunarhamur)

• Áshamur (einnig þekktur sem endalokahamur eða geislaútgeislunarhamur)

Hverri stillingu er lýst í smáatriðum hér að neðan.

Í venjulegri geislunarham er geislunarsviðið hornrétt á helixásinn og geislunarbylgjan er hringlaga skautuð. Þessi hamur næst þegar helixvíddin er lítil miðað við bylgjulengdina. Í þessu tilviki má líta á geislunareiginleika helixloftnetsins sem samsetningu af stuttri tvípólaloftneti og lykkjuloftneti.

Myndin hér að ofan sýnir geislunarmynstur spíralloftnets sem starfar í venjulegri stillingu.

Þessi stilling er ákvörðuð af þvermáli helixsins D og bilinu milli snúninga S. Ókostir þessa rekstrarstillingar eru meðal annars lág geislunarnýtni og þröng bandvídd; þess vegna er hún sjaldan notuð í hagnýtum tilgangi.

Áshamur

Í ásgeislunarham sýnir geislaða sviðið endaeldseiginleika meðfram helixásnum og geislaða bylgjan er hringlaga eða næstum hringlaga skautuð. Þessi hamur næst þegar ummál helixássins er aukið um eina bylgjulengd (λ) og bilið milli snúninga er um það bil λ/4. Við þessar aðstæður er geislunarmynstrið breitt meðfram ásnum með stefnubundnum eiginleikum og hliðarblaðar birtast í hornum sem eru frábrugðnir ásnum.

Myndin hér að ofan sýnir geislunarmynstur spíralloftnets sem starfar í ásaleðri stillingu.

Þegar loftnetið er hannað fyrir hægri hringlaga skautbylgjur (RHCP) mun það ekki taka á móti vinstri hringlaga skautbylgjum (LHCP) og öfugt. Þessi rekstrarhamur er auðveldur í framkvæmd og er algengari í hagnýtum forritum.

Helstu kostir spíralloftnetsins eru eftirfarandi:

• Einföld uppbygging og auðvelt í hönnun

• Mikil stefnuvirkni

• Breið bandvídd

• Getur framkallað hringlaga skautun

•Hentar fyrir HF og VHF tíðnisviðin

Helstu notkunarsvið spíralloftnetsins eru eftirfarandi:

•Einstök spírallaga loftnet eða fylki þeirra eru notuð fyrir VHF merkjasendingu og móttöku

• Víða notað í samskiptakerfum fyrir gervihnetti og geimkönnun

•Notað í fjarmælingatengslum milli eldflauga, gervihnatta og jarðstöðva

•Notað til að koma á samskiptum milli tunglsins og jarðar

• Gegnir einnig mikilvægu hlutverki í notkun útvarpsstjörnufræði