समाचार - हेलिकल एंटीना: ब्रॉडबैंड सर्कुलर पोलराइजेशन के लिए आदर्श विकल्प

एसर्पिल एंटीनायह एक तार वाले एंटीना का विशिष्ट उदाहरण है, जिसकी विशेषता इसकी सर्पिलाकार संरचना है। यह एक ब्रॉडबैंड एंटीना है जो वीएचएफ और यूएचएफ बैंड के लिए उपयुक्त है।

हेलिकल एंटीना लगभग 30 मेगाहर्ट्ज से 3 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति सीमा पर काम करता है, जो मुख्य रूप से वीएचएफ और यूएचएफ बैंड को कवर करता है।

सर्पिल एंटीना के निर्माण और कार्य सिद्धांत

स्पाइरल एंटीना एक कंडक्टर को सर्पिल आकार में लपेटकर और फीडलाइन के माध्यम से ग्राउंड प्लेन से जोड़कर बनाया जाता है। अपनी सरल संरचना के कारण, यह स्वाभाविक रूप से वृत्ताकार ध्रुवीकृत तरंगें उत्पन्न करता है और उपग्रह रिले सिस्टम जैसे बाह्य अंतरिक्ष संचार में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

ऊपर दिया गया चित्र उपग्रह संचार के लिए उपयोग किए जाने वाले सर्पिल एंटीना सिस्टम को दर्शाता है। ऐसे एंटीना को आमतौर पर बाहर स्थापित करने के लिए पर्याप्त जगह की आवश्यकता होती है।

स्पाइरल एंटीना में मोटे तांबे के तार या ट्यूब की एक कुंडलित आकृति होती है, जो एक समतल धातु के ग्राउंड प्लेन के साथ मिलकर काम करती है। कुंडलित आकृति का एक सिरा समाक्षीय केबल के मध्य चालक से जुड़ा होता है, जबकि बाहरी चालक ग्राउंड प्लेन से जुड़ा होता है।

ऊपर दी गई छवि में सर्पिल एंटीना की संरचना को दर्शाया गया है, जिसमें इसके घटकों का विस्तृत दृश्य दिखाया गया है।

स्पाइरल एंटीना की विकिरण विशेषताएँ मुख्य रूप से हेलिक्स के व्यास, घुमावों के बीच की दूरी (पिच) और पिच कोण द्वारा निर्धारित होती हैं।

पिच कोण को हेलिक्स की स्पर्शरेखा और हेलिक्स अक्ष के लंबवत तल के बीच के कोण के रूप में परिभाषित किया जाता है, और इसे इस प्रकार दिया जाता है:

कहाँ:

•D हेलिक्स का व्यास है

•S पिच है (आसन्न घुमावों के बीच केंद्र से केंद्र तक की दूरी)

•α पिच कोण है

ऑपरेशन मोड

स्पाइरल एंटीना दो मुख्य तरीकों से काम करते हैं:

•सामान्य मोड (जिसे लंबवत विकिरण मोड भी कहा जाता है)

• अक्षीय मोड (जिसे एंड-फायर मोड या बीम रेडिएशन मोड के नाम से भी जाना जाता है)

नीचे प्रत्येक मोड का विस्तृत विवरण दिया गया है।

सामान्य विकिरण मोड में, विकिरण क्षेत्र हेलिक्स अक्ष के लंबवत होता है, और विकिरणित तरंग वृत्ताकार रूप से ध्रुवीकृत होती है। यह मोड तब प्राप्त होता है जब हेलिक्स के आयाम तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष छोटे होते हैं। इस स्थिति में, हेलिकल एंटीना के विकिरण गुणों को एक लघु द्विध्रुवीय एंटीना और एक लूप एंटीना के संयोजन के रूप में माना जा सकता है।

ऊपर दिया गया चित्र सामान्य मोड में काम कर रहे स्पाइरल एंटीना के विकिरण पैटर्न को दर्शाता है।

यह मोड हेलिक्स के व्यास D और घुमावों के बीच की दूरी S द्वारा निर्धारित होता है। इस ऑपरेटिंग मोड की कमियों में कम विकिरण दक्षता और संकीर्ण बैंडविड्थ शामिल हैं; इसलिए, इसका उपयोग व्यावहारिक अनुप्रयोगों में शायद ही कभी किया जाता है।

अक्षीय मोड

अक्षीय विकिरण मोड में, विकिरण क्षेत्र हेलिक्स अक्ष के अनुदिश एंड-फायर विशेषताएँ प्रदर्शित करता है, और विकिरण तरंग वृत्ताकार या लगभग वृत्ताकार ध्रुवीकृत होती है। यह मोड तब प्राप्त होता है जब हेलिक्स की परिधि को एक तरंगदैर्ध्य (λ) के क्रम तक बढ़ाया जाता है और घुमावों के बीच की दूरी लगभग λ/4 होती है। इन परिस्थितियों में, विकिरण पैटर्न अक्ष के अनुदिश दिशात्मक विशेषताओं के साथ व्यापक होता है, और अक्ष से विमुख कोणों पर पार्श्व लोब दिखाई देते हैं।

ऊपर दिया गया चित्र अक्षीय मोड में संचालित होने वाले सर्पिल एंटीना के विकिरण पैटर्न को दर्शाता है।

जब एंटीना को दाएं हाथ से वृत्ताकार ध्रुवीकृत (RHCP) तरंगों के लिए डिज़ाइन किया जाता है, तो यह बाएं हाथ से वृत्ताकार ध्रुवीकृत (LHCP) तरंगों को ग्रहण नहीं करेगा, और इसके विपरीत भी। यह संचालन मोड लागू करना आसान है और व्यावहारिक अनुप्रयोगों में अधिक सामान्यतः उपयोग किया जाता है।

स्पाइरल एंटीना के मुख्य लाभ निम्नलिखित हैं:

•सरल संरचना और डिजाइन करने में आसान

•उच्च दिशात्मकता

• व्यापक बैंडविड्थ

• वृत्ताकार ध्रुवीकरण में सक्षम

• एचएफ और वीएचएफ बैंड के लिए उपयुक्त

स्पाइरल एंटीना के मुख्य अनुप्रयोग निम्नलिखित हैं:

•वीएचएफ सिग्नल के संचरण और ग्रहण के लिए एकल पेचदार एंटेना या उनके सरणी का उपयोग किया जाता है।

• उपग्रह और गहरे अंतरिक्ष यान संचार प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है

• बैलिस्टिक मिसाइलों, उपग्रहों और पृथ्वी स्टेशनों के बीच टेलीमेट्री लिंक में उपयोग किया जाता है

• चंद्रमा और पृथ्वी के बीच संचार स्थापित करने के लिए उपयोग किया जाता है

•रेडियो खगोल विज्ञान अनुप्रयोगों में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है