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螺旋天线是用导电性能良好的金属线（或导带）绕制成螺旋形制成的，通常由同轴电缆馈电，是无线电工程中在L、S、C频段应用最广泛的一类天线，传统的应用模式为端射模。端射螺旋天线可以提供中、高增益的定向辐射，也可作为阵列天线单元或反射面天线馈源。端射螺旋天线一般用同轴线馈电，其内导体与螺旋线相连，其外导体与螺旋天线地板相连。轴向模螺旋天线的波模特性示意图如图4-1所示，该天线的最佳工作频带如图4-1中纵坐标虚线所示。限制频率上限的因素主要是随着频率的升高，波沿轴向传输速度将越来越慢，更加偏离 β +1 = k +2π的耦合辐射条件，频率过高易激励 β -2 =- k +4π的背射模辐射；而频率过低，2π b / λ 太小，容易转化为法向模辐射，因而限制了频率下限。在工作频带内 θ =0°方向上有最大辐射。地板尺寸（ D ）对轴向模辐射有较大的影响，一般 D ≥0.6 λ 。
图4-1 轴向模螺旋天线的波模特性示意图
图4-1中， Ψ 为螺旋升角； p 为螺距； β 0 为基波轴向传播常数； β n 为第 n 次空间谐波轴向传播常数； v H 为电磁波沿轴向的传输速度； c 为光速； k 为自由空间波传播常数（能流方向）； β 为馈电电流传播常数（线上相速方向）。
对于一个具有有限尺度地板的螺旋天线来说，螺旋线上电流分布是十分复杂的。与螺旋周期结构类似，螺旋线上的电流也可以分解成不同模的行波电流的叠加。其中，T 0 模电流沿螺旋线传输若干圈后相位才变化一个周期，即相位变化360º，表明螺旋线缠绕直径<< λ ，这种模支持螺旋的法向辐射，其辐射基本为线极化波；T 1 模电流沿螺旋线前进一圈，相位变化约为2π；T 2 模电流则在一圈螺旋线上相位变化为2个周期，其余的高次模可类推。实验已经证实，在 S/λ ≈1的螺旋线上（其中 S 为一圈螺旋线的周长， λ 为波长），T 1 模是主模，当螺旋线足够长时，由终端反射引起的反向行波振幅很小，螺旋线上电流分布近似为一个行波，它从馈电端以小于光速的相速（ V p 1 ＜ c ）沿螺旋线向终端传输。在此模激励的情况下，T 0 模电流沿传输方向振幅按指数衰减。在馈电点附近，向外行进的T 0 模电流与T 1 模电流互相干涉，电流幅度出现较明显的波动，随着T 0 模电流急剧衰减，T 1 模电流占据优势，保持近乎恒定值，这就是螺旋表面波区电流，该电流主要形成螺旋轴向辐射。
轴向模螺旋是应用最广泛的一个圆极化辐射模式，也是人们最常用的一种螺旋工作状态。在GPS、GLONASS、BDS和QZSS及IRNSS卫星上都采用了轴向模螺旋天线，常应用于UHF频段、L频段和S波段，它们既可单独使用形成中高轨道导航卫星的对地覆球波束，也可组阵形成马鞍形赋形覆球波束。
螺旋天线的轴向模模式是应用最广泛的一种天线辐射模式，也是人们最熟悉的一种螺旋工作状态。轴向模螺旋天线的结构参数一般选择如下。
● 螺旋升角
；
● 螺旋半径
b
：
；
● 螺距 p ：0.15≤ p / λ 0 ≤0.3；
● 地板直径 D ： D ≥ 0.6 λ 0 。
对于端射螺旋天线，当其螺旋匝数 N 大于3时，可近似为一均匀线阵天线。
①方向性系数 D ：
（4-1）
（4-2）
②半功率瓣宽：
（4-3）
③零功率瓣宽：
（4-4）
④输入阻抗：基本上是一个纯电阻。
（4-5）
阻抗误差大约不超过±20%。
⑤圆极化轴比：当螺旋匝数较多时，如 N > 5，在螺旋轴线方向的轴比近似等于
（4-6）
轴向模螺旋的输入阻抗约为140 Ω，而常用同轴电缆的特性阻抗一般为50 Ω或 75 Ω，均不能直接与天线匹配，为获得良好的匹配特性可调整天线的输入阻抗，一般在螺旋天线的输入端，通过改变螺旋端头线段的几何形状（倾角、线长及宽度等），或者改变馈电点位置和与地板间的间距等因素，可使馈电端实际阻抗与馈线匹配。
螺旋天线辐射波的旋向遵循IEEE定则，只是不同的螺旋工作模式，波辐射的能量方向与螺旋线上电流的方向不完全一致，因此判断时需要注意。比如，端射螺旋，电流相速方向与辐射能量方向是一致的，因此螺旋线缠绕的方向与螺旋辐射主极化波的旋向相同；而背射模（或快波模）螺旋电流流动方向与能量传输方向正好相反，背射模螺旋线缠绕方向与辐射波主极化的旋向相反。
地板尺寸对端射模方向图影响明显。一般端射模螺旋天线地板直径不要小于0.6 λ 。地板尺寸过小易使轴向模螺旋天线的前后比降低，后向能量增大。这一点与背射模不同，背射模天线地板对辐射影响不大，一般可不采用地板。如果要使用地板，其直径一般不大于背射模螺旋直径（ D ＜2 b ）。