Спиральная А состоит из металлического проводника диаметром от 0.003 до 0.06λ, свернутого по образующей цилиндра или конуса спирали, расположенной над плоским экраном так, что ось спирали перпендикулярна плоскости экрана.
а – радиус намотки;
d – расстояние между витками;
α – угол подъема.
По возбужденной спирали может распространятся ряд волн, относительные амплитудные и фазовые скорости которых зависят от α и величины βа.
Возможны следующие типы:
Волна Т0 имеет фазовую скорость близкую к скорости света, существует при малых длинах витка. Распределения тока по витку спирали приблизительно такие же как у электрически малой рамки. А вдоль осине излучает, по виду ДН режим называется режимом бокового излучения.
Волна Т1 фазовая скорость растет с увеличением βа, можно приближенно считать, что по большей части спирали распространяется волна с фазовой скоростью меньше скорости света. По виду ДН режим называется режимом осевого излучения.
С увеличением βа создаются условия для создания волны Т2, которой соответствует режим конического излучения.
Наиболее часто применяется режим осевого излучения.
При прохождении бегущей волны фазовая скорость волны провода оказывается несколько меньше скорости света, за счет чего каждый последующий соседний виток имеет запаздывающую фазу тока. Это позволяет рассматривать такую А как А бегущей волны.
Направленные свойства одиночного витка выражены слабо. Можно считать, что:
Направленные свойства А определяется заглавным образом множителем решетки
Коэффициент укорочения волны СА автоматически поддерживается в пределах ξ=1,0…1,4 .
Оптимальные размеры А определяются экспериментально. Угол подъема спирали выбирается в пределах α=10°…15°.
Длина витка l ≈ λср.
Радиус и шаг спирали
Ширину главного лепестка СА по половине мощности и по нулевому значению определяется по следующей формуле:
Коэффициент направленного действия:
Простая конструкция и хорошие диапазонные свойства СА объясняют ее широкое применение в условиях, где требуется работа с угловой поляризацией и относительно невысокие направленные свойства.
Для увеличения направленных свойств СА могут соединятся параллельно, образуя синфазные решетки, для расширения диапазона рабочих частот СА выполняют коническими.
СА также применяют в качестве облучателей А зеркального типа.
СА могут быть двухзаходные (ДСА). В этом случае спираль питается симметричным фидером. ДСА со спиралями, навитыми в противоположные стороны, создает 2 волны со встречными круговыми поляризациями. Меняя сдвиг по фазе, можно управлять плоскостью поляризации.