Eine Helixantenne, auf Deutsch auch Wendelantenne, verwendet einen schraubenförmig gewickelten Leiter. Abhängig von Umfang, Steigung, Windungszahl und Massefläche kann sie in unterschiedlichen Betriebsarten arbeiten. Deshalb sagt die sichtbare Spiralform allein noch nicht, welches Richtdiagramm oder welche Polarisation entsteht.
Normal Mode
Im Normalbetrieb ist der Helixumfang im Verhältnis zur Wellenlänge klein. Die stärkste Abstrahlung liegt überwiegend quer zur Helixachse. Solche Wendelstrukturen werden häufig genutzt, um elektrische Länge in einer kurzen Bauform unterzubringen.
Die Verkürzung bringt typischerweise Nachteile bei Bandbreite, Wirkungsgrad und Abstimmungstoleranz. Eine kurze „Gummiwendel“ ist daher nicht automatisch gleichwertig mit einem geraden Viertelwellenstrahler.
Axial Mode
Im Axialbetrieb strahlt die Antenne entlang ihrer Achse. Mit passender Geometrie entsteht zirkulare Polarisation und ein gerichteter Strahl. Reflektor oder Massefläche, Umfang, Steigung und Windungszahl wirken gemeinsam auf Gewinn, Öffnungswinkel, Impedanz und axial ratio.
Weitere Wendelbauformen
Monofilare, bifilare und quadrifilare Helices verwenden eine, zwei oder vier Leiterstrukturen. Eine quadrifilare Helix kann beispielsweise für eine breitere zirkular polarisierte Himmelsabdeckung ausgelegt werden. Diese Typen dürfen nicht allein wegen ihres ähnlichen Äußeren als austauschbar gelten.
Wichtige Designgrößen
Frequenz und Wellenlänge
Alle Abmessungen müssen relativ zur Zielwellenlänge betrachtet werden. Ein Design lässt sich nicht ohne Prüfung auf ein anderes Band übertragen.
Durchmesser und Umfang
Sie beeinflussen die mögliche Betriebsart, Impedanz und Polarisation.
Windungsabstand und Steigungswinkel
Sie bestimmen Phasenfortschritt, mechanische Länge und Kopplung zwischen den Windungen.
Windungszahl
Mehr Windungen können im gültigen Axialdesign die Richtwirkung erhöhen und den Strahl verengen. Gleichzeitig steigen Länge, Material und Fertigungsempfindlichkeit.
Reflektor, Massefläche und Speisung
Diese Komponenten sind Teil des Antennensystems. Eine kopierte Wendel ohne den vorgesehenen Feed oder Reflektor erhält nicht automatisch dieselbe Leistung.
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Anwendungen
- kompakte Hand- und Geräteantennen,
- GNSS- und Satellitenempfang,
- Telemetrie,
- Funkpeilung,
- gerichtete zirkular polarisierte Links,
- quadrifilare Himmelsabdeckung.
Häufige Fragen
Wozu dient eine Helixantenne?
Je nach Geometrie dient sie als kompakter Strahler oder als gerichtete, zirkular polarisierte Antenne. Die Betriebsart muss aus den Abmessungen und Messdaten hervorgehen.
Welche ist besser, Yagi oder Helix?
Eine Yagi ist meist linear polarisiert und für fokussierte schmalbandige Links geeignet. Eine Axial-Helix kann zirkulare Polarisation bieten. Die Systempolarisation und der Frequenzbereich entscheiden.
Weiterführende Ratgeber
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