UNAntenna a spiraleÈ un tipico esempio di antenna a filo, caratterizzata dalla sua struttura a spirale. Si tratta di un'antenna a banda larga adatta alle bande VHF e UHF.
L'antenna elicoidale opera in una gamma di frequenze compresa tra circa 30 MHz e 3 GHz, coprendo principalmente le bande VHF e UHF.
Principi di costruzione e funzionamento delle antenne a spirale
Un'antenna a spirale si ottiene avvolgendo un conduttore a spirale e collegandolo a un piano di massa tramite una linea di alimentazione. Grazie alla sua struttura semplice, genera naturalmente onde a polarizzazione circolare ed è ampiamente utilizzata nelle comunicazioni extraterrestri, come ad esempio nei sistemi di ritrasmissione satellitare.
La figura sopra mostra un sistema di antenne a spirale utilizzato per le comunicazioni satellitari. Tali antenne richiedono in genere un ampio spazio di installazione all'aperto.
L'antenna a spirale è costituita da una bobina di filo o tubo di rame spesso, a forma di elica, che funziona in combinazione con un piano di massa metallico piatto. Un'estremità dell'elica è collegata al conduttore centrale del cavo coassiale, mentre il conduttore esterno è collegato al piano di massa.
L'immagine qui sopra illustra la struttura di un'antenna a spirale, con una vista dettagliata dei suoi componenti.
Le caratteristiche di radiazione di un'antenna a spirale sono determinate principalmente dal diametro dell'elica, dalla distanza tra le spire (passo) e dall'angolo di passo.
L'angolo di passo è definito come l'angolo tra la tangente all'elica e il piano normale all'asse dell'elica, ed è dato da:
Dove:
•D è il diametro dell'elica
•S è il passo (distanza centro-centro tra le spire adiacenti)
•α è l'angolo di beccheggio
Modalità operativa
Le antenne a spirale funzionano in due modalità principali:
•Modalità normale (nota anche come modalità di radiazione perpendicolare)
•Modalità assiale (nota anche come modalità di fuoco frontale o modalità di radiazione a fascio)
Ciascuna modalità è descritta in dettaglio di seguito.
Nella modalità di radiazione normale, il campo irradiato è perpendicolare all'asse dell'elica e l'onda irradiata è polarizzata circolarmente. Questa modalità si ottiene quando le dimensioni dell'elica sono piccole rispetto alla lunghezza d'onda. In questo caso, le caratteristiche di radiazione dell'antenna elicoidale possono essere considerate come una combinazione di un'antenna a dipolo corto e un'antenna ad anello.
La figura sopra illustra il diagramma di radiazione di un'antenna a spirale in funzione in modalità normale.
Questa modalità è determinata dal diametro dell'elica D e dalla distanza tra le spire S. Gli svantaggi di questa modalità operativa includono una bassa efficienza di radiazione e una larghezza di banda ridotta; pertanto, è raramente utilizzata nelle applicazioni pratiche.
Modalità assiale
Nella modalità di radiazione assiale, il campo irradiato presenta caratteristiche di irradiazione assiale lungo l'asse dell'elica e l'onda irradiata è polarizzata circolarmente o quasi circolarmente. Questa modalità si ottiene quando la circonferenza dell'elica è aumentata fino all'ordine di una lunghezza d'onda (λ) e la spaziatura tra le spire è approssimativamente λ/4. In queste condizioni, il diagramma di radiazione è ampio lungo l'asse con caratteristiche direzionali e i lobi laterali appaiono ad angoli di offset rispetto all'asse.
La figura sopra illustra il diagramma di radiazione di un'antenna a spirale operante in modalità assiale.
Quando un'antenna è progettata per onde a polarizzazione circolare destrorsa (RHCP), non riceverà onde a polarizzazione circolare sinistrorsa (LHCP), e viceversa. Questa modalità operativa è facile da implementare ed è la più comunemente utilizzata nelle applicazioni pratiche.
I principali vantaggi dell'antenna a spirale sono i seguenti:
• Struttura semplice e facile da progettare
•Elevata conduttività
•Ampia larghezza di banda
•In grado di polarizzazione circolare
•Adatto per le bande HF e VHF
Le principali applicazioni dell'antenna a spirale sono le seguenti:
•Per la trasmissione e la ricezione di segnali VHF si utilizzano singole antenne elicoidali o loro schiere.
• Ampiamente utilizzato nei sistemi di comunicazione satellitare e delle sonde spaziali.
•Applicato nei collegamenti telemetrici tra missili balistici, satelliti e stazioni terrestri.
•Utilizzato per stabilire una comunicazione tra la Luna e la Terra
•Svolge inoltre un ruolo importante nelle applicazioni di radioastronomia
RFMisoAntenna a spirale: la soluzione affidabile per la polarizzazione circolare a banda larga.
RM-PSA0756-3L
RM-PSA0756-3R
RM-PSA1840-5
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Data di pubblicazione: 26 marzo 2026
