Le calculateur de conversion Helical Antenna Design permet de déterminer les principaux paramètres de conception d’une antenne hélicoïdale, notamment le gain, le diamètre, la largeur du faisceau et l’ouverture effective, en fonction de la longueur d’onde, du nombre de tours et de l’espacement entre les tours. Il fournit des valeurs clés aux ingénieurs travaillant sur les antennes utilisées dans les systèmes de satellite, de communication spatiale et RF qui nécessitent une polarisation circulaire et une large bande passante.
Formules
Diamètre (D) = λ / 3,14
Circonférence (mètres) = π * D
Cλ = (π * D) / λ
HPBW = 52 / ( Cλ * √(N * S) )
Premier nul = 115 / ( Cλ * √(N * S) )
Gain (dB) = 10,8 + 10 * log10(N * S)
Ouverture effective (Ae) = (G_linear * λ²) / (4 * π)
Explication de la formule
- λ est la longueur d’onde de fonctionnement de l’antenne.
- N est le nombre de tours de l’hélice.
- S est l’espacement entre les spires, mesuré en longueurs d’onde.
- Cλ représente la circonférence normalisée, qui affecte la largeur du faisceau et le diagramme de rayonnement.
- HPBW et First Null définissent les caractéristiques directionnelles de l’antenne.
- Le gain mesure la directivité et l’efficacité de l’antenne, tandis que l’ouverture effective représente sa zone de réception.
Utilisations de cette calculatrice
- Conception d’antennes hélicoïdales pour les communications par satellite et spatiales.
- Estimation du gain et de la largeur du faisceau pour des paramètres d’antenne donnés.
- Optimisation du nombre de tours et de l’espacement pour obtenir les performances souhaitées.
- Calcul de l’ouverture et de la zone effective pour l’analyse de la réception de puissance.
Quel est le gain et la largeur de faisceau d’une antenne hélicoïdale à 10 spires avec un espacement de 0,25λ ?
Entrée : N = 10 tours, S = 0,25λ, λ = 0,1 m
Sortir :
- D = 0,1 / 3,14 = 0,0318 m (3,18 cm)
- Cλ = (π * 0,0318) / 0,1 = 1
- HPBW = 52 / (1 * √(10 * 0,25)) = 52 / 1,58 = 32,9°
- Premier nul = 115 / 1,58 = 72,8°
- Gain = 10,8 + 10 * log10(10 * 0,25) = 10,8 + 10 * log10(2,5) = 10,8 + 3,98 = 14,78 dB
- Ouverture effective (Ae) = (10^(14,78/10) * 0,1²) / (4 * π) = (30,1 * 0,01) / 12,57 = 0,0239 m²