1. एंटेना का परिचय
जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, एक एंटीना मुक्त स्थान और संचरण लाइन के बीच एक संक्रमण संरचना है। संचरण लाइन एक समाक्षीय रेखा या एक खोखली नली (वेवगाइड) के रूप में हो सकती है, जिसका उपयोग विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को स्रोत से एंटीना तक, या एंटीना से रिसीवर तक संचारित करने के लिए किया जाता है। पहला एक संचारक एंटीना है, और दूसरा एक प्राप्तकर्ता एंटीना है।एंटीना.
चित्र 1 विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा संचरण पथ
चित्र 1 के संचरण मोड में ऐन्टेना प्रणाली का संचरण थेवेनिन समतुल्य द्वारा दर्शाया गया है जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, जहाँ स्रोत को एक आदर्श सिग्नल जनरेटर द्वारा दर्शाया गया है, संचरण लाइन को अभिलक्षणिक प्रतिबाधा Zc वाली एक रेखा द्वारा दर्शाया गया है, और ऐन्टेना को एक भार ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] द्वारा दर्शाया गया है। भार प्रतिरोध RL ऐन्टेना संरचना से जुड़े चालन और परावैद्युत हानियों को दर्शाता है, जबकि Rr ऐन्टेना के विकिरण प्रतिरोध को दर्शाता है, और प्रतिघात XA का उपयोग ऐन्टेना विकिरण से जुड़े प्रतिबाधा के काल्पनिक भाग को दर्शाने के लिए किया जाता है। आदर्श परिस्थितियों में, सिग्नल स्रोत द्वारा उत्पन्न सभी ऊर्जा विकिरण प्रतिरोध Rr में स्थानांतरित हो जानी चाहिए, जिसका उपयोग ऐन्टेना की विकिरण क्षमता को दर्शाने के लिए किया जाता है। हालाँकि, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, संचरण लाइन और ऐन्टेना की विशेषताओं के कारण चालक-परावैद्युत हानियाँ होती हैं, साथ ही संचरण लाइन और ऐन्टेना के बीच परावर्तन (बेमेल) के कारण होने वाली हानियाँ भी होती हैं। स्रोत की आंतरिक प्रतिबाधा को ध्यान में रखते हुए तथा संचरण लाइन और परावर्तन (बेमेल) हानियों को अनदेखा करते हुए, संयुग्मी मिलान के अंतर्गत एंटीना को अधिकतम शक्ति प्रदान की जाती है।
चित्र 2
ट्रांसमिशन लाइन और एंटीना के बीच बेमेल के कारण, इंटरफ़ेस से परावर्तित तरंग, स्रोत से एंटीना तक आने वाली तरंग के साथ अध्यारोपित होकर एक अप्रगामी तरंग बनाती है, जो ऊर्जा संकेंद्रण और भंडारण को दर्शाती है और एक विशिष्ट अनुनाद युक्ति है। एक विशिष्ट अप्रगामी तरंग पैटर्न चित्र 2 में बिंदीदार रेखा द्वारा दर्शाया गया है। यदि एंटीना प्रणाली को ठीक से डिज़ाइन नहीं किया गया है, तो ट्रांसमिशन लाइन एक वेवगाइड और ऊर्जा संचरण युक्ति के बजाय एक ऊर्जा भंडारण तत्व के रूप में कार्य कर सकती है।
संचरण लाइन, एंटीना और अप्रगामी तरंगों से होने वाली हानियाँ अवांछनीय हैं। कम-हानि वाली संचरण लाइनों का चयन करके लाइन हानियों को न्यूनतम किया जा सकता है, जबकि चित्र 2 में RL द्वारा दर्शाए गए हानि प्रतिरोध को कम करके एंटीना हानियों को कम किया जा सकता है। एंटीना (भार) की प्रतिबाधा को लाइन की अभिलक्षणिक प्रतिबाधा के साथ मिलान करके अप्रगामी तरंगों को कम किया जा सकता है और लाइन में ऊर्जा भंडारण को न्यूनतम किया जा सकता है।
वायरलेस प्रणालियों में, ऊर्जा प्राप्त करने या संचारित करने के अलावा, एंटेना की आवश्यकता आमतौर पर कुछ दिशाओं में विकिरणित ऊर्जा को बढ़ाने और अन्य दिशाओं में विकिरणित ऊर्जा को दबाने के लिए होती है। इसलिए, संसूचन उपकरणों के अलावा, एंटेना का उपयोग दिशात्मक उपकरणों के रूप में भी किया जाना चाहिए। विशिष्ट आवश्यकताओं की पूर्ति के लिए एंटेना विभिन्न रूपों में हो सकते हैं। यह एक तार, एक छिद्र, एक पैच, एक तत्व संयोजन (सरणी), एक परावर्तक, एक लेंस, आदि हो सकता है।
वायरलेस संचार प्रणालियों में, एंटेना सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक हैं। अच्छा एंटेना डिज़ाइन सिस्टम की आवश्यकताओं को कम कर सकता है और समग्र सिस्टम प्रदर्शन को बेहतर बना सकता है। इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण टेलीविजन है, जहाँ उच्च-प्रदर्शन एंटेना का उपयोग करके प्रसारण रिसेप्शन को बेहतर बनाया जा सकता है। एंटेना संचार प्रणालियों के लिए वही महत्व रखते हैं जो मनुष्य के लिए आँखें हैं।
2. एंटीना वर्गीकरण
हॉर्न एंटीना एक समतलीय एंटीना है, जो गोलाकार या आयताकार अनुप्रस्थ काट वाला एक माइक्रोवेव एंटीना है जो वेवगाइड के सिरे पर धीरे-धीरे खुलता है। यह माइक्रोवेव एंटीना का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रकार है। इसका विकिरण क्षेत्र हॉर्न के छिद्र के आकार और प्रसार प्रकार से निर्धारित होता है। इनमें से, विकिरण पर हॉर्न की दीवार के प्रभाव की गणना ज्यामितीय विवर्तन के सिद्धांत का उपयोग करके की जा सकती है। यदि हॉर्न की लंबाई अपरिवर्तित रहती है, तो हॉर्न के खुलने के कोण में वृद्धि के साथ छिद्र का आकार और द्विघात कलांतर बढ़ेगा, लेकिन छिद्र के आकार के साथ लाभ में कोई परिवर्तन नहीं होगा। यदि हॉर्न के आवृत्ति बैंड का विस्तार करना आवश्यक है, तो हॉर्न के गर्दन और छिद्र पर परावर्तन को कम करना आवश्यक है; छिद्र के आकार में वृद्धि के साथ परावर्तन कम हो जाएगा। हॉर्न एंटीना की संरचना अपेक्षाकृत सरल होती है, और विकिरण पैटर्न भी अपेक्षाकृत सरल और नियंत्रित करने में आसान होता है। इसका उपयोग आमतौर पर मध्यम दिशात्मक एंटीना के रूप में किया जाता है। व्यापक बैंडविड्थ, कम पार्श्व लोब और उच्च दक्षता वाले परवलयिक परावर्तक हॉर्न एंटीना का उपयोग अक्सर माइक्रोवेव रिले संचार में किया जाता है।
2. माइक्रोस्ट्रिप एंटीना
माइक्रोस्ट्रिप एंटीना की संरचना सामान्यतः परावैद्युत सब्सट्रेट, रेडिएटर और भू-तल से बनी होती है। परावैद्युत सब्सट्रेट की मोटाई तरंगदैर्घ्य की तुलना में बहुत कम होती है। सब्सट्रेट के निचले भाग में स्थित धातु की पतली परत भू-तल से जुड़ी होती है, और एक विशिष्ट आकार वाली धातु की पतली परत को फोटोलिथोग्राफी प्रक्रिया द्वारा रेडिएटर के रूप में सामने की ओर बनाया जाता है। रेडिएटर के आकार को आवश्यकतानुसार कई तरीकों से बदला जा सकता है।
माइक्रोवेव एकीकरण तकनीक और नई विनिर्माण प्रक्रियाओं के उदय ने माइक्रोस्ट्रिप एंटेना के विकास को बढ़ावा दिया है। पारंपरिक एंटेना की तुलना में, माइक्रोस्ट्रिप एंटेना न केवल आकार में छोटे, वजन में हल्के, कम प्रोफ़ाइल वाले, आसानी से अनुकूलित होने वाले होते हैं, बल्कि एकीकृत करने में भी आसान, कम लागत वाले, बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त होते हैं, और इनमें विविध विद्युत गुणों का लाभ भी होता है।
वेवगाइड स्लॉट एंटीना एक ऐसा एंटीना है जो विकिरण प्राप्त करने के लिए वेवगाइड संरचना में स्लॉट का उपयोग करता है। यह आमतौर पर दो समानांतर धातु प्लेटों से बना होता है जो एक वेवगाइड बनाते हैं और दोनों प्लेटों के बीच एक संकीर्ण अंतराल होता है। जब विद्युत चुम्बकीय तरंगें वेवगाइड अंतराल से होकर गुजरती हैं, तो एक अनुनाद घटना घटित होती है, जिससे अंतराल के पास एक प्रबल विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है जिससे विकिरण प्राप्त होता है। अपनी सरल संरचना के कारण, वेवगाइड स्लॉट एंटीना ब्रॉडबैंड और उच्च-दक्षता विकिरण प्राप्त कर सकता है, इसलिए इसका व्यापक रूप से रडार, संचार, वायरलेस सेंसर और माइक्रोवेव और मिलीमीटर तरंग बैंड के अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। इसके लाभों में उच्च विकिरण दक्षता, ब्रॉडबैंड विशेषताएँ और अच्छी हस्तक्षेप-रोधी क्षमता शामिल हैं, इसलिए यह इंजीनियरों और शोधकर्ताओं द्वारा पसंद किया जाता है।
द्विशंक्वाकार एंटीना एक द्विशंक्वाकार संरचना वाला ब्रॉडबैंड एंटीना है, जिसकी विशेषता व्यापक आवृत्ति प्रतिक्रिया और उच्च विकिरण दक्षता है। द्विशंक्वाकार एंटीना के दो शंक्वाकार भाग एक दूसरे के सममित होते हैं। इस संरचना के माध्यम से, एक विस्तृत आवृत्ति बैंड में प्रभावी विकिरण प्राप्त किया जा सकता है। इसका उपयोग आमतौर पर स्पेक्ट्रम विश्लेषण, विकिरण मापन और EMC (विद्युत चुम्बकीय संगतता) परीक्षण जैसे क्षेत्रों में किया जाता है। इसमें अच्छी प्रतिबाधा मिलान और विकिरण विशेषताएँ होती हैं और यह उन अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है जिनमें कई आवृत्तियों को कवर करने की आवश्यकता होती है।
सर्पिल एंटीना एक सर्पिल संरचना वाला ब्रॉडबैंड एंटीना है, जिसकी विशेषता व्यापक आवृत्ति प्रतिक्रिया और उच्च विकिरण दक्षता है। सर्पिल एंटीना सर्पिल कुंडलियों की संरचना के माध्यम से ध्रुवीकरण विविधता और वाइड-बैंड विकिरण विशेषताओं को प्राप्त करता है, और रडार, उपग्रह संचार और वायरलेस संचार प्रणालियों के लिए उपयुक्त है।
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पोस्ट करने का समय: 14 जून 2024

