L'antenne hélice axiale doit son nom au fait qu'elle rayonne principalement dans son axe de bobinage. Elle a été décrite pour la première fois en 1947 par John Daniel Kraus, un radioamateuraméricain. On parle aussi d'antenne hélicoïdale.
Les dimensions d'une hélice axiale lui donnent le comportement d'un guide d'ondes produisant une polarisation circulaire. Ces antennes sont utilisées pour la poursuite de mobiles, missiles ou animaux, ainsi que pour les communications spatiales, quand l'orientation relative de l'émetteur et du récepteur est inconnue ou variable, la perte de polarisation est alors limitée. Leur taille est rédhibitoire en HF et au-dessous, elles ne sont donc utilisées que des VHF aux SHF.
Description
Antenne hélice axiale
L'antenne hélice ressemble à un solénoïde étiré dont une extrémité est masquée par un écran métallique.
Elle se compose de :
repère S : élément rayonnant, un fil conducteur rigide bobiné comme un ressort
repère R : réflecteur formé d'une tôle pleine ou d'un treillis
repère B : support central de l'hélice
repères E : entretoises maintenant l'hélice sur le support central
repère C : câble coaxial dont la tresse est branchée sur le réflecteur et l'âme à l'extrémité de l'hélice par l'intermédiaire d'un dispositif adaptateur d'impédance.
L'hélice est souvent protégée par un tube isolant évitant le dépôt de givre sur les spires.
Pour obtenir un rayonnement axial, il faut que la circonférence d'une spire du ressort soit de l'ordre de la longueur d'onde du signal émis et que le pas de l'hélice soit proche du quart de cette longueur d'onde.
Un réflecteur arrière-plan est en général ajouté, augmentant le gain et diminuant les lobes arrières.
Impédance
L'impédance d'une antenne hélice est comprise entre 100 et 200 Ω, selon la formule approximative suivante:
