МОДЕЛИРОВАНИЕ ШИРОКОПОЛОСНОЙ
 СПИРАЛЬНОЙ АНТЕННЫ

Ершова И. А., Паслён В.В.
Научный руководитель: канд. техн. наук, доц. Паслён В.В.
Донецкий национальный технический университет,
Кафедра радиотехники и защиты информации
ул. Артема, 58, г. Донецк, 83001, Украина
Источник: Статья Ершовой И.А. в сборнике  тезисов  VII  Международной молодежной научно-технической конференции « РТ - 2011». Севастополь.

      Abstract — This work is dedicated to the modeling of ways to modify the radiation pattern, obtaining a circular pattern of the logarithmic spiral antenna.
1. Введение
Антенная техника в настоящее время достигла уровня зрелости и ее развитие в последние годы идет главным образом не по пути создания принци-пиально новых типов антенн, а по пути улучшения их характеристик и новых методов использования. При этом появление новых идей в области антенной техники стимулируется потребностями создания радиосистем с теми или иными характеристиками.
Спиральная антенна – диапазонная антенна бе-гущей волны, излучающая (принимающая) электро-магнитные волны с эллиптической или круговой по-ляризацией. Спиральные антенны применяют пре-имущественно в дециметровом и сантиметровом диапазонах длин волн – как самостоятельно, так и в качестве облучателей зеркальных и линзовых антенн (например, в системах космической связи), в системах радиосвязи с самолетами, не ориентированными в пространстве спутниками, в системах радиоразведки, опознавания и т.д.
2. Основная часть
Основным преимуществом спиральных антенн является круговая диаграмма направленности. Наи-более наглядной широкополосной антенной, использующей принцип углов, является логарифмическая спиральная антенна.
 
Рис. 1 - Двухзаходная логарифмическая спиральная антенна.
Диапазонность определяется соотношением максимального и минимального радиусов витков. Так как относительный размер излучающей части антенны постоянен, ДН при изменении λ практически не изменяется. Ее ширина для таких антенн составляет 40 – 50о. Плоская спиральная антенна излучает в обе стороны от плоскости антенны. Чтобы создать однонаправленное излучение, с одной стороны антенны устанавливают экран, часто в виде резонатора. При этом фазирование отраженного от экрана поля и основного поля излучения уже происходит только на дискретных частотах, т.е. теряется главное свойство антенны – ее широкополосность. Чтобы избежать потери широкополосности, необходимо поглотить мощность, излучаемую в резонатор. В направлении нормали к антенне излученное поле имеет почти круговую поляризацию. Рабочая часть антенны излучает почти всю подводимую мощность, и в антенне происходит автоматическая отсечка тока. Витки, расположенные за рабочей частью, практически не излучают, и конечные размеры антенны мало влияют на нее ДН.
Увеличение числа заходов спирали свыше двух позволяет путем соответствующего питания каждой ветви изменять ДН. Например, от четырехзаходной спиральной антенны можно получать и излучение по нормали к антенне, и воронкообразную ДН.

3. Заключение
Таким образом, в результате моделирования, к основным преимуществам спиральных антенн можно отнести простоту конструкции и хорошие диапазонные свойства, которые объясняют их широкое применение в условиях, где требуется работа с круговой поляризацией. Для увеличения направленных свойств спиральные антенны могут соединяться параллельно, образуя синфазные решетки. Для расширения диапазона рабочих частот спирали антенн выполняют коническими.
В настоящее время на кафедре «Радиотехники и защиты информации» ДонНТУ ведется разра-ботка и исследование синфазных плоских спиральных антенн.

4. Список литературы
[1]    Антенны УКВ /Под ред. Г.З. Айзенберга. В 2-х ч.      Ч. 2. - М.: Связь, 1977. - 288с. с ил.
[2]    Антенны: Современное состояние и проблемы /Под ред. чл.-корр. АН СССР Л.Д. Бахраха и проф. Д.И. Воскресенского.- М.: Сов. Радио, 1979. - 208с.
[3]    Антенно-фидерные устройства и распространение радиоволн. / Г.А. Ерохин, О.В. Чернышев и др.; Под ред. Г.А. Ерохина. – 3-е изд., - М.: Горячая линия-Телеком,2007.-491с.: ил.
[4]    Ротхаммель К. Антенны: Пер. с нем. – 3-е изд., доп. – М.: Энергия, 1979. – 320 с., ил.
[5]    Юрцев О.А., Рунов А.В. Спиральные антенны. М.: «Сов. радио»,1974. - 224 с.