इनवर्टेड वी एंटीना क्या होता है?
उलटा V आकार का एंटीना, सेंटर-फेड डाइपोल एंटीना का एक व्यावहारिक रूप है। इसमें दो विकिरण तत्वों को सीधी क्षैतिज रेखा में व्यवस्थित करने के बजाय, फीड पॉइंट को उच्चतम स्थिति तक उठाया जाता है, जबकि एंटीना की दोनों भुजाएँ जमीन की ओर नीचे की ओर झुकी होती हैं।
बगल से देखने पर, यह संरचना उल्टे "V" अक्षर जैसी दिखती है, जिससे इस एंटीना को इसका नाम मिला है। इस व्यवस्था के कारण क्षैतिज स्थापना स्थान कम लगता है और आमतौर पर केवल एक केंद्रीय सहायक मस्तूल की आवश्यकता होती है, जिससे यह हाई-हाफ संचार, फील्ड तैनाती, रेडियो निगरानी और उन प्रतिष्ठानों के लिए उपयुक्त है जहां स्थान या सहायक संरचनाएं सीमित हैं।
हालांकि उल्टे V आकार के एंटेना आमतौर पर 3–30 मेगाहर्ट्ज हाई-फ्रीक्वेंसी बैंड से जुड़े होते हैं, लेकिन इनकी परिचालन आवृत्ति किसी निश्चित आवृत्ति सीमा के बजाय विद्युत लंबाई द्वारा निर्धारित होती है। इसी मूल ज्यामिति को अन्य आरएफ अनुप्रयोगों के लिए बढ़ाया या संशोधित किया जा सकता है।
संरचना और संचालन सिद्धांत
एक सामान्य व्युत्क्रम V आकार के एंटीना में लगभग समान लंबाई के दो चालक तत्व होते हैं, जो शीर्ष पर स्थित एक संतुलित फीड बिंदु से जुड़े होते हैं। केंद्र फीड बिंदु को एक मस्तूल, टावर, छत के सहारे या किसी अन्य गैर-चालक संरचना पर लगाया जाता है, जबकि दोनों तत्वों के सिरों को नीचे लटकाकर इंसुलेटर से सुरक्षित किया जाता है।
एंटीना को सामान्यतः अनुनादी द्विध्रुव के रूप में डिज़ाइन किया जाता है। आरएफ धारा फीड बिंदु के पास सबसे प्रबल होती है और खुले सिरों की ओर धीरे-धीरे कम होती जाती है। दोनों तत्व विपरीत तात्कालिक दिशा की धाराएँ प्रवाहित करते हैं, जिससे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न होते हैं जो मिलकर एंटीना का समग्र विकिरण पैटर्न बनाते हैं।
यात्रा-तरंग एंटेना के विपरीत, एक पारंपरिक अनुनादी व्युत्क्रम V द्विध्रुव स्थिर-तरंग धारा वितरण का समर्थन करता है। इसलिए इसका प्रदर्शन तत्व की लंबाई, फीड-पॉइंट प्रतिबाधा, शीर्ष कोण, चालक का व्यास, स्थापना ऊंचाई और आसपास की वस्तुओं से अत्यधिक प्रभावित होता है।
शीर्ष कोण और स्थापना ज्यामिति
दोनों एंटीना भुजाओं के बीच के कोण को शीर्ष कोण या अंतर्संलग्न कोण कहा जाता है। सामान्य व्यावहारिक विन्यासों में लगभग 90° से 120° का कोण उपयोग किया जाता है, हालांकि इष्टतम मान इच्छित आवृत्ति, प्रतिबाधा, उपलब्ध स्थान और वांछित विकिरण पैटर्न पर निर्भर करता है।
शीर्ष कोण को कम करने से क्षैतिज आकार छोटा हो जाता है, लेकिन इससे दोनों एंटीना भुजाओं के बीच युग्मन भी बदल जाता है। जैसे-जैसे भुजाएँ एक-दूसरे के करीब आती हैं, फीड-पॉइंट प्रतिबाधा और अनुनाद आवृत्ति में बदलाव आ सकता है, और अधिकतम लाभ थोड़ा कम हो सकता है।
शीर्ष भाग को सामान्यतः यथासंभव ऊँचाई पर और आसपास की चालक संरचनाओं से दूर रखा जाना चाहिए। ऐसा कोई सार्वभौमिक नियम नहीं है कि इसकी ऊँचाई एक चौथाई तरंगदैर्ध्य से कम ही होनी चाहिए। इसके बजाय, स्थापना की ऊँचाई का चयन आवश्यक उन्नयन कोण, संचरण विधि, उपलब्ध आधार और भूमि की स्थितियों के अनुसार किया जाना चाहिए।
तारों के सिरे भी जमीन से सुरक्षित रूप से ऊपर और लोगों, इमारतों, बिजली की लाइनों और धातु की वस्तुओं से दूर रहने चाहिए।
आवृत्ति और तत्व की लंबाई
कई उल्टे V आकार के एंटेना को इच्छित परिचालन आवृत्ति पर तरंगदैर्ध्य के लगभग आधे के बराबर कुल चालक लंबाई के साथ डिज़ाइन किया जाता है। व्यवहार में, चालक व्यास, इन्सुलेशन, स्थापना ऊंचाई, शीर्ष कोण और आस-पास की सामग्री अनुनाद आवृत्ति को प्रभावित करती है, इसलिए भौतिक लंबाई को अक्सर थोड़ा समायोजित किया जाता है।
मुक्त स्थान में अनुमानित तरंगदैर्घ्य आवृत्ति से इस प्रकार संबंधित है:
[\lambda = \frac{c}{f}]
कहाँ:
- (λ) तरंगदैर्घ्य है;
- (ग) प्रकाश की गति है;
- (f) परिचालन आवृत्ति है।
यह समीकरण एक प्रारंभिक अनुमान प्रदान करता है, लेकिन एंटीना के अंतिम आयामों की पुष्टि आमतौर पर विद्युत चुम्बकीय सिमुलेशन या रिटर्न लॉस और वीएसडब्ल्यूआर के मापन के माध्यम से की जानी चाहिए।
विकिरण पैटर्न
एक उल्टे V आकार के एंटीना का विकिरण पैटर्न एक क्षैतिज अर्ध-तरंग द्विध्रुव के विकिरण पैटर्न से संबंधित होता है, लेकिन तत्वों को नीचे की ओर मोड़ने से त्रि-आयामी क्षेत्र वितरण बदल जाता है।
एक सीधा क्षैतिज द्विध्रुव आमतौर पर तार के समानांतर अधिकतम विकिरण उत्पन्न करता है और इसके सिरों पर गहरे शून्य क्षेत्र होते हैं। उल्टे V आकार के विन्यास में, नीचे की ओर झुकी हुई भुजाएँ इन शून्य क्षेत्रों को भरने में सहायक होती हैं, जिससे व्यापक और अक्सर अधिक एकसमान दिशा-निर्देश कवरेज प्राप्त होता है।
इसलिए, एंटीना को स्वतः ही एकदिशीय नहीं कहा जा सकता। शीर्ष कोण, जमीन से ऊंचाई, मिट्टी की विशेषताओं और परिचालन आवृत्ति के आधार पर, क्षैतिज पैटर्न लगभग सर्वदिशात्मक हो सकता है या मध्यम स्तर की व्यापक दिशात्मकता बनाए रख सकता है।
स्थापना की ऊँचाई भी उन्नयन पैटर्न पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है। अपेक्षाकृत कम ऊँचाई वाला एचएफ इनवर्टेड वी मजबूत उच्च-कोण विकिरण उत्पन्न कर सकता है, जो निकट ऊर्ध्वाधर आपतन स्काईवेव संचार के लिए उपयोगी हो सकता है। अधिक ऊँचाई पर स्थापित उपकरण कम टेक-ऑफ कोणों का समर्थन कर सकते हैं, जो लंबी दूरी के संचार के लिए अधिक उपयुक्त होते हैं।
ध्रुवीकरण
एक सममितीय उल्टे V आकार के एंटीना को आम तौर पर मुख्य रूप से क्षैतिज रूप से ध्रुवीकृत माना जाता है क्योंकि दो ढलान वाले तत्वों से क्षैतिज धारा घटक एक दूसरे को मजबूत करते हैं।
हालांकि, ढलान वाली भुजाएँ ऊर्ध्वाधर क्षेत्र घटक भी उत्पन्न करती हैं। इनका योगदान शीर्ष कोण, एंटीना अभिविन्यास, स्थापना ऊंचाई, भू-परावर्तन और आसपास के वातावरण पर निर्भर करता है। इसी कारण, वास्तविक स्थापना में वास्तविक ध्रुवीकरण हर दिशा में पूरी तरह से क्षैतिज नहीं हो सकता है।
फीडिंग और प्रतिबाधा मिलान
क्योंकि उलटा V एक संतुलित एंटीना है, इसलिए इसे संतुलित ट्रांसमिशन लाइन से फीड करना या असंतुलित समाक्षीय केबल से कनेक्ट करते समय उपयुक्त बैलून का उपयोग करना बेहतर होता है।
बैलून फीड लाइन पर कॉमन-मोड करंट को कम करने में मदद करता है। उचित करंट नियंत्रण के बिना, कोएक्सियल केबल रेडिएटिंग सिस्टम का हिस्सा बन सकती है, जिससे एंटीना की प्रतिबाधा, विकिरण पैटर्न, ध्रुवीकरण और शोर प्रदर्शन में बदलाव आ सकता है।
इनपुट प्रतिबाधा निम्नलिखित कारकों से प्रभावित होती है:
- शीर्ष कोण
- तत्व की लंबाई और व्यास
- जमीन से ऊंचाई
- ग्राउंड चालकता
- आस-पास की संरचनाएं
- फ़ीड-लाइन व्यवस्था
- परिचालन आवृत्ति
स्थापना के बाद, इंजीनियरों को रिटर्न लॉस या VSWR को मापना चाहिए और यदि आवश्यक हो तो तत्वों को ट्रिम करना चाहिए या मैचिंग नेटवर्क को समायोजित करना चाहिए।
उल्टे वी आकार के एंटीना के फायदे
उल्टे V आकार की संरचना कई व्यावहारिक लाभ प्रदान करती है:
- इसके लिए केवल एक उच्च केंद्रीय समर्थन की आवश्यकता होती है।
- यह एक सीधे द्विध्रुव की तुलना में कम क्षैतिज स्थान घेरता है।
- सरल और अपेक्षाकृत कम लागत वाली निर्माण प्रक्रिया
- पोर्टेबल और स्थायी दोनों प्रकार की स्थापनाओं के लिए उपयुक्त
- यह व्यापक दिशा सूचक कवरेज प्रदान करता है।
- इसे सिंगल-बैंड या मल्टीबैंड ऑपरेशन के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।
- हाई-हाई संचार और एनवीआईएस अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी
डिजाइन सीमाएँ
इस एंटीना की कई सीमाएँ भी हैं:
- शीर्ष कोण के साथ फीड-पॉइंट प्रतिबाधा में परिवर्तन होता है।
- अच्छी तरह से स्थापित क्षैतिज द्विध्रुव की तुलना में लाभ थोड़ा कम हो सकता है।
- इसका प्रदर्शन स्थापना की ऊंचाई और जमीन की स्थितियों पर निर्भर करता है।
- तारों के निचले सिरे सुरक्षा और हानि संबंधी चिंताएँ पैदा कर सकते हैं।
- आस-पास की धातु संरचनाएं विकिरण पैटर्न को विकृत कर सकती हैं।
- अनुनादी संस्करणों में आमतौर पर सीमित परिचालन बैंडविड्थ होती है।
- फीड-लाइन की गलत रूटिंग से कॉमन-मोड रेडिएशन उत्पन्न हो सकता है।
विशिष्ट अनुप्रयोग
इनवर्टेड वी एंटेना का उपयोग आमतौर पर निम्नलिखित में किया जाता है:
- एचएफ रेडियो संचार
- लघुतरंग संचरण और प्राप्ति प्रणालियाँ
- शौकिया रेडियो स्टेशन
- आपातकालीन और क्षेत्रीय संचार
- निकट ऊर्ध्वाधर आपतन स्काईवेव प्रणालियाँ
- रेडियो निगरानी और स्पेक्ट्रम अवलोकन
- पोर्टेबल संचार स्टेशन
- एंटीना शिक्षा, सिमुलेशन और मापन प्रयोग
इंजीनियरिंग महत्व
उल्टे V आकार का एंटीना यह दर्शाता है कि एंटीना की ज्यामिति में अपेक्षाकृत छोटा सा बदलाव भी प्रतिबाधा, ध्रुवीकरण, लाभ और विकिरण कवरेज को कैसे प्रभावित कर सकता है।
इन संबंधों को समझना न केवल वायर-एंटीना डिजाइन के लिए उपयोगी है, बल्कि ब्रॉडबैंड एंटेना, हॉर्न एंटेना, एंटेना एरे, रडार सिस्टम और आरएफ माप प्लेटफॉर्म के विकास और मूल्यांकन के लिए भी उपयोगी है।
आरएफ एमआईओएसओयह कंपनी आरएफ परीक्षण, संचार, रडार, एंटीना मापन और सिस्टम एकीकरण के लिए एंटीना और माइक्रोवेव घटक समाधान प्रदान करती है। एंटीना के मूल सिद्धांत की स्पष्ट समझ इंजीनियरों को उपयुक्त उत्पादों का चयन करने और आवृत्ति रेंज, लाभ, ध्रुवीकरण, बीमविड्थ, वीएसडब्ल्यूआर और विकिरण-पैटर्न प्रदर्शन का सही मूल्यांकन करने में मदद करती है।
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पोस्ट करने का समय: 17 जुलाई 2026
