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एंटीना सिद्धांत: वी-आकार का एंटीना कैसे काम करता है?

वी-आकार का एंटीना क्या होता है?

AV एंटीना एक दिशात्मक तार वाला एंटीना है जो एक सामान्य फीड बिंदु से बाहर की ओर फैले दो चालक तत्वों से बना होता है। ऊपर से देखने पर, एंटीना के दोनों सिरे एक स्पष्ट V-आकार की संरचना बनाते हैं।

वी-आकार के एंटीना को दो लंबे तार वाले रेडिएटरों की उन्नत व्यवस्था माना जा सकता है। उपयुक्त लंबाई और कोण का चयन करके, दोनों तारों द्वारा उत्पन्न विकिरण को चुनिंदा दिशाओं में बढ़ाया जा सकता है, जिससे एकल सीधे लंबे तार वाले एंटीना की तुलना में बेहतर दिशात्मकता प्राप्त होती है।

V आकार के एंटेना आमतौर पर उच्च आवृत्ति संचार प्रणालियों, विशेष रूप से HF रेंज में, उपयोग किए जाते हैं। हालांकि, इनकी परिचालन आवृत्ति केवल एक निश्चित बैंड द्वारा निर्धारित नहीं होती है। इनका वास्तविक प्रदर्शन प्रत्येक लेग की विद्युत लंबाई, शीर्ष कोण, फीडिंग विधि, स्थापना ऊंचाई, आसपास की जमीन की स्थिति और तार के सिरे खुले हैं या जुड़े हुए हैं, इन सभी कारकों पर निर्भर करता है।

संरचना और संचालन सिद्धांत

एक विशिष्ट V आकार के एंटीना में दो लंबे तार वाले तत्व होते हैं जो V के शीर्ष पर स्थित एक संतुलित फीड बिंदु से जुड़े होते हैं। दोनों भुजाओं में धाराएँ विभेदक रूप से उत्तेजित होती हैं, जिसका अर्थ है कि फीड बिंदु पर उनका परिमाण बराबर होता है और तात्कालिक दिशाएँ विपरीत होती हैं।

प्रत्येक तार अपना अलग विकिरण पैटर्न उत्पन्न करता है। जब एंटीना की ज्यामिति सही ढंग से चुनी जाती है, तो दोनों भुजाओं द्वारा उत्पन्न प्रमुख विकिरण लोब V के केंद्रीय अक्ष के अनुदिश ओवरलैप होकर संयोजित हो जाते हैं। इस क्षेत्र के जुड़ने से वांछित दिशा में विकिरण की तीव्रता बढ़ जाती है और एंटीना की दिशात्मकता में सुधार होता है।

संरचना का वर्णन करते समय अक्सर दो दृष्टिकोणों का उपयोग किया जाता है:

  • दोनों एंटीना लेग्स के बीच का कोण अंतर्निहित कोण या शीर्ष कोण कहलाता है।
  • एक भुजा और केंद्रीय अक्ष के बीच का कोण, उनके बीच के कोण का आधा होता है।

इष्टतम कोण एक सार्वभौमिक निश्चित मान नहीं है। यह एंटीना लेग्स की विद्युत लंबाई और इच्छित परिचालन आवृत्ति के साथ बदलता रहता है।

दो लंबे तार वाले तत्वों और शीर्ष कोण के साथ वी- आकार की एंटीना संरचना

दो लंबे तार वाले तत्वों और शीर्ष कोण के साथ वी- आकार की एंटीना संरचना

अनुनादी और समाप्त वी एंटेना

वी-आकार के एंटेना को सामान्यतः दो विन्यासों में विभाजित किया जा सकता है।

एक खुले सिरे वाला या अनुनादी V आकार का एंटीना अपने चालकों के सिरों से धारा तरंग के एक हिस्से को परावर्तित करता है। ये परावर्तन एंटीना के चरणों में स्थिर तरंगें उत्पन्न करते हैं। इस प्रकार का एंटीना सामान्यतः द्विदिशात्मक विकिरण पैटर्न उत्पन्न करता है, जिसमें एंटीना अक्ष के अनुदिश दो विपरीत दिशाओं में प्रबल विकिरण होता है।

टर्मिनेटेड वी-आकार के एंटीना में दो तारों के दूर सिरों पर प्रतिरोधक भार लगे होते हैं। ये भार धारा के परावर्तन को कम करते हैं और यात्रा-तरंग संचालन को बनाए रखने में मदद करते हैं। इससे विपरीत दिशा में विकिरण को दबाया जा सकता है और अधिक दिशात्मक एंड-फायर पैटर्न बनाया जा सकता है।

टर्मिनेटेड डिज़ाइन आमतौर पर व्यापक आवृत्ति रेंज में अधिक सुसंगत दिशात्मक व्यवहार प्रदान करता है, लेकिन टर्मिनेटिंग रेसिस्टर्स में कुछ RF पावर नष्ट हो जाती है। इसलिए, एंटीना डिज़ाइनर को बैंडविड्थ, दिशात्मकता, दक्षता और पावर-हैंडलिंग आवश्यकताओं के बीच संतुलन बनाए रखना चाहिए।

आवृत्ति सीमा और विद्युत लंबाई

पारंपरिक वी एंटेना का उपयोग लगभग 3 से 30 मेगाहर्ट्ज की एचएफ रेंज में व्यापक रूप से किया जाता है क्योंकि इस बैंड में लंबी तरंग दैर्ध्य के कारण तार-आधारित एंटेना संरचनाएं स्थिर संचार प्रतिष्ठानों के लिए व्यावहारिक होती हैं।

हालांकि, वी-आकार के एंटीना की पहचान उसकी ज्यामिति और विद्युत लंबाई से होती है, न कि किसी अनिवार्य आवृत्ति सीमा से। विकिरण पैटर्न और लाभ की आवश्यकता के अनुसार, प्रत्येक भुजा आधी तरंगदैर्ध्य, एक तरंगदैर्ध्य या कई तरंगदैर्ध्य लंबी हो सकती है।

जैसे-जैसे एंटीना के लेग्स की विद्युत लंबाई बढ़ती है, एंटीना की दिशात्मकता में आमतौर पर सुधार होता है। साथ ही, अतिरिक्त साइड लोब्स दिखाई दे सकते हैं, और विकिरण पैटर्न आवृत्ति, स्थापना ऊंचाई, जमीन की चालकता और निर्माण सहनशीलता के प्रति अधिक संवेदनशील हो सकता है।

विकिरण पैटर्न और दिशात्मकता

एक अनुनादी V आकार के एंटीना का विकिरण पैटर्न आमतौर पर द्विदिशात्मक होता है। दो तार तत्वों द्वारा उत्पन्न क्षेत्र मिलकर प्रमुख लोब बनाते हैं जो लगभग V आकार के केंद्रीय अक्ष के साथ संरेखित होते हैं।

विकिरण का अंतिम पैटर्न कई कारकों द्वारा निर्धारित होता है:

  • प्रत्येक एंटीना लेग की लंबाई
  • पैरों के बीच का कोण शामिल है
  • परिचालन आवृत्ति
  • फ़ीड-पॉइंट प्रतिबाधा और मिलान
  • जमीन से ऊपर स्थापना की ऊंचाई
  • तार का व्यास और चालक हानि
  • खुली या समाप्त कॉन्फ़िगरेशन

एंटीना की लंबाई बढ़ाने से दिशात्मकता बढ़ सकती है, लेकिन इससे पार्श्व लोब भी अधिक मजबूत हो सकते हैं। इसलिए, एंटीना गेन को बीमविड्थ, पार्श्व लोब स्तर, आगे-पीछे के अनुपात और प्रतिबाधा प्रदर्शन से स्वतंत्र रूप से नहीं माना जाना चाहिए।

अनुनादी V आकार के एंटीना का द्विदिशात्मक विकिरण पैटर्न

अनुनादी V आकार के एंटीना का द्विदिशात्मक विकिरण पैटर्न

फीडिंग और प्रतिबाधा मिलान

क्योंकि वी-एंटीना सामान्यतः एक संतुलित तार संरचना होती है, इसलिए इसे आमतौर पर संतुलित ट्रांसमिशन लाइन से जोड़ा जाता है। यदि समाक्षीय केबल का उपयोग किया जाता है, तो केबल पर कॉमन-मोड करंट को कम करने और सममित विकिरण पैटर्न बनाए रखने के लिए उपयुक्त बैलून या मैचिंग नेटवर्क की आवश्यकता हो सकती है।

इनपुट प्रतिबाधा लेग की लंबाई, शीर्ष कोण, परिचालन आवृत्ति, स्थापना ऊंचाई और आस-पास की संरचनाओं के साथ बदलती रहती है। परावर्तित शक्ति को कम करने और स्थिर सिस्टम प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए उचित प्रतिबाधा मिलान महत्वपूर्ण है।

व्यवहारिक एंटेना विकास में, इंजीनियर आमतौर पर एंटेना ज्यामिति को अंतिम रूप देने से पहले रिटर्न लॉस, वीएसडब्ल्यूआर, विकिरण पैटर्न, गेन, ध्रुवीकरण और दक्षता का मूल्यांकन करते हैं।

वी-आकार के एंटेना के लाभ

वी-एंटीना कई व्यावहारिक लाभ प्रदान करता है:

  • सरल तार आधारित संरचना
  • एकल लंबे तार वाले तत्व की तुलना में उच्च दिशात्मकता
  • अपेक्षाकृत कम विनिर्माण लागत
  • बड़े स्थिर एचएफ इंस्टॉलेशन के लिए उपयुक्त
  • लचीली टांग की लंबाई और शीर्ष-कोण डिजाइन
  • अनुनादी और यात्रा-तरंग विन्यासों में उपलब्ध है

डिजाइन सीमाएँ

वी एंटेना की भी कई सीमाएँ हैं:

  • कम आवृत्तियों पर इन्हें स्थापित करने के लिए काफी जगह की आवश्यकता होती है।
  • अनुनादी संस्करण मजबूत स्थायी तरंगें उत्पन्न कर सकते हैं।
  • लंबे एंटीना लेग्स महत्वपूर्ण साइड लोब्स उत्पन्न कर सकते हैं।
  • आवृत्ति के साथ प्रदर्शन में उल्लेखनीय परिवर्तन आ सकता है।
  • जमीन की स्थिति और स्थापना की ऊंचाई विकिरण पैटर्न को प्रभावित कर सकती है।
  • टर्मिनेटेड वर्जन कुछ दक्षता खो देते हैं क्योंकि बिजली लोड द्वारा अवशोषित हो जाती है।

विशिष्ट अनुप्रयोग

वी-आकार के एंटेना का उपयोग परंपरागत रूप से निम्नलिखित में किया जाता रहा है:

  • एचएफ पॉइंट-टू-पॉइंट रेडियो संचार
  • लघुतरंग संचरण और प्राप्ति स्टेशन
  • लंबी दूरी के स्थिर संचार लिंक
  • रेडियो निगरानी और सिग्नल-प्राप्ति प्रणालियाँ
  • संचार अनुसंधान और एंटीना शिक्षा
  • दिशात्मक तार-एंटीना प्रयोग
  • आपातकालीन और दूरस्थ क्षेत्र संचार प्रणालियाँ

इंजीनियरिंग महत्व

हालांकि आधुनिक संचार प्रणालियां तेजी से कॉम्पैक्ट एरे, हॉर्न एंटेना, ब्रॉडबैंड एंटेना और इलेक्ट्रॉनिक रूप से नियंत्रित एंटेना सिस्टम का उपयोग कर रही हैं, फिर भी वी एंटेना एंटेना सिद्धांत में एक महत्वपूर्ण मॉडल बना हुआ है।

यह स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि कंडक्टर की लंबाई, धारा का चरण, एंटीना की ज्यामिति और क्षेत्र का अध्यारोपण किस प्रकार लाभ और विकिरण की दिशा को प्रभावित करते हैं। इन संबंधों को समझना उन्नत एंटीना संरचनाओं, जैसे कि फेज़्ड एरे, ब्रॉडबैंड मापन एंटीना, दिशात्मक माइक्रोवेव एंटीना और एंटीना परीक्षण प्रणालियों के अध्ययन में महत्वपूर्ण है।

आरएफ एमआईएसओ आरएफ परीक्षण, मापन, संचार, रडार और सिस्टम एकीकरण अनुप्रयोगों के लिए एंटेना और माइक्रोवेव समाधान विकसित करता है। एंटेना की मूलभूत संरचनाओं की ठोस समझ इंजीनियरों को उपयुक्त उत्पादों का चयन करने और लाभ, ध्रुवीकरण, बीमविड्थ, प्रतिबाधा और विकिरण पैटर्न जैसे प्रमुख मापदंडों का मूल्यांकन करने में मदद करती है।

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पोस्ट करने का समय: 10 जुलाई 2026

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