A polarização circular aparece quando duas componentes elétricas ortogonais, transversais à direção observada, têm amplitudes iguais e diferença de fase de ±90°. Numa hélice em modo axial, correntes distribuídas pelo fio podem produzir essa condição. Não são necessariamente dois braços ortogonais alimentados separadamente.
Hélice e espiral plana
A palavra espiral às vezes descreve tanto uma hélice tridimensional quanto uma figura plana. Geometria e alimentação diferem. Aqui o assunto principal é a hélice que irradia predominantemente ao longo do eixo.
Uma pequena hélice em modo normal não tem automaticamente o mesmo feixe axial ou polarização circular. Enrolar um fio não define sozinho o campo irradiado.
Soma das contribuições
A fase da corrente varia ao longo do condutor, além do percurso até o observador. Com geometria apropriada, as contribuições próximas ao eixo podem formar componentes semelhantes em amplitude e em quadratura.
No projeto axial clássico, a circunferência de uma volta é da ordem do comprimento de onda livre. Diâmetro, passo, número de voltas, fio, alimentação e refletor devem ser dimensionados juntos.
A 1,5 GHz, λ livre vale aproximadamente 200 mm. Supondo circunferência igual a λ, o diâmetro fica próximo de 64 mm. É um ponto inicial, não projeto concluído ou garantia de banda.
Três a cinco voltas arbitrárias não garantem polarização constante entre 1 e 10 GHz. A condição de fase sozinha não especifica toda a estrutura.
Interpretar a razão axial
Com amplitudes dos eixos maior e menor, AR = Emax/Emin e ARdB = 20 log10 AR. O círculo ideal corresponde a 0 dB.
3 dB é limite adotado em algumas especificações, equivalente a uma razão de amplitude de aproximadamente 1,413. Não significa circularidade perfeita. Compare na mesma frequência e direção.
Um bom resultado no eixo não descreve todo o feixe. Desequilíbrio de amplitude ou desvio de quadratura pode produzir uma elipse.
Sentidos direito e esquerdo
O sentido de enrolamento se relaciona à polarização axial, mas RHCP e LHCP exigem uma convenção de observação coerente. Olhando de lados opostos, a aparência da rotação muda.
Girar o corpo em 90° em torno do próprio eixo não converte simplesmente RHCP em LHCP. É preciso alterar as condições apropriadas de estrutura ou excitação e verificar o campo.
Medição
O VNA conectado apenas à entrada não mede sozinho a razão axial. São necessárias componentes complexas ortogonais do campo ou um método com referências calibradas.
Máximo e mínimo de potência recebida por uma sonda linear giratória podem estimar AR nas condições adequadas. Esses dois números sozinhos não determinam o sentido. Controle reflexões, posição e pureza da sonda.
Inclinar sempre uma corneta a 57° para uma suposta medida de Brewster não comprova universalmente polarização circular.
Suporte e tolerâncias
Permissividade, perdas e dilatação do suporte afetam comprimentos elétricos e geometria. Poliamida não tem um único valor em todas as frequências e temperaturas: identifique composição e condições.
Tolerâncias e ensaios térmicos vêm da sensibilidade do projeto. Um diâmetro de fio ou suporte Invar não é obrigatório para todas as antenas. Depois de mudar material, verifique razão axial, padrão e adaptação.
Uso em satélites
Defina banda, sentido, ângulos, ganho e ambiente. Outras estruturas, como patches, também podem produzir polarização circular; não atribua uma porcentagem fixa das antenas GPS às hélices sem evidência.
Consulte a hélice em modo axial e as definições de polarização. Avalie qualidade com condições explícitas do projeto.
