Heeliksantenn

Monofilaarne heeliksantenn

Monofilaarse antenni spiraali ümbermõõt on võrdne töölainepikkusega ${\displaystyle \lambda }$. Seega on spiraali läbimõõt

${\displaystyle D={\frac {\lambda }{\pi }}}$

Seetõttu kasutatakse heeliksantenne peamiselt detsimeeterlainetel (1–10 [detsimeeter|dm]], sagedusvahemik 0,3–3 GHz).

Spiraali optimaalne samm ${\displaystyle s}$ on 0,2–0,3 lainepikkuse juures. Koos keerdude arvuga ${\displaystyle N}$ suureneb võimendus ${\displaystyle G}$ ja paraneb antenni suunatoime.

${\displaystyle G=15\cdot N\cdot s\cdot {\frac {(\pi \cdot D)^{2}}{\lambda ^{3}}}}$

või kui ${\displaystyle D={\frac {\lambda }{\pi }}}$ ja ${\displaystyle s={\frac {\lambda }{4}}}$:

${\displaystyle G\approx 4\cdot N}$

Maksimaalne saavutatav võimendus läheneb 15 dB piirile pikkuse :${\displaystyle 7\cdot \lambda }$ korral. Mida suurem on võimendus, seda väiksem on avanurk ${\displaystyle \Theta }$ kraadides:

${\displaystyle \Theta ={\frac {52^{\circ }}{\pi \cdot D}}\cdot {\sqrt {\frac {\lambda ^{3}}{N\cdot s}}}}$

${\displaystyle \Theta \approx {\frac {200^{\circ }}{\sqrt {G}}}}$

Tagumine metallpind (reflektor) toimib koaksiaalsignaali vastukaaluna. See pind on umbes ühe lainepikkuse suurune. Tulenevalt suurest ribalaiusest pole monofilaarsed antennid mõõtmete suhtes eriti kriitilised.

Toitepunkti takistus (spiraali alguses) ${\displaystyle Z}$ (oomides):

${\displaystyle Z\approx 140\mathrm {\ \Omega } \cdot \pi \cdot {\frac {D}{\lambda }}}$

või ${\displaystyle D={\frac {\lambda }{\pi }}}$ korral:

${\displaystyle Z\approx 140\mathrm {\ \Omega } }$

Antenni toitepunkti takistuse ${\displaystyle Z}$ sobitamiseks toitekaabliga (koaksiaalkaabli lainetakistus tavaliselt 50–75 Ω) on vaja sobituslüli, mis on teostatud näiteks sobivate mõõtmetega plekiriba kujul.

Kvadrofilaarne heeliksantenn

Kvadrofilaarne antenn koosneb neljast juhtmespiraalist, kusjuures iga spiraalii algus on pööratud 90° .võrra. Maksimaalse võimenduse saavutamiseks peab spiraalidel olema seitse kuni kaheksa keerdu. Suundantennina töötamiseks on vaja samasugust reflektorit nagu monofilaarse konstruktsiooni puhul. Antenni võindus on kvadrofilaarsel konstruktsioonil suurem kui monofilaarsel tüübil, kuid valmistamine kulujam.

GPS-vastuvõtjate puhul on vajalik kvadofilaarne resonantsantenn. Seda iseloomustavad kitsaribalisus ja reflektori puudumine, mis muudab selle eriti kergeks. Selle nelja spiraalse juhi pikkus on olenevalt tüübist täpselt 1/4 või 1/2 keerdu. Juhtide pöördessuund on vastupidine ringpolariseeritud laine pöörlemissuunale.