1. एंटेना का परिचय
एंटीना मुक्त स्थान और एक ट्रांसमिशन लाइन के बीच एक संक्रमण संरचना है, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है। ट्रांसमिशन लाइन एक समाक्षीय रेखा या एक खोखली ट्यूब (वेवगाइड) के रूप में हो सकती है, जिसका उपयोग किसी स्रोत से विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा संचारित करने के लिए किया जाता है। एक एंटीना से, या एक एंटीना से एक रिसीवर तक। पहला एक ट्रांसमिटिंग एंटीना है, और दूसरा एक प्राप्त करने वाला एंटीना है।
चित्र 1 विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा संचरण पथ (स्रोत-संचरण लाइन-एंटीना-मुक्त स्थान)
चित्र 1 के ट्रांसमिशन मोड में ऐन्टेना सिस्टम के ट्रांसमिशन को थेवेनिन समकक्ष द्वारा दर्शाया गया है जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, जहां स्रोत को एक आदर्श सिग्नल जनरेटर द्वारा दर्शाया गया है, ट्रांसमिशन लाइन को विशेषता प्रतिबाधा Zc के साथ एक लाइन द्वारा दर्शाया गया है, और एंटीना को लोड ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] द्वारा दर्शाया जाता है। लोड प्रतिरोध आरएल एंटीना संरचना से जुड़े चालन और ढांकता हुआ नुकसान का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि आरआर एंटीना के विकिरण प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करता है, और प्रतिक्रिया एक्सए का उपयोग एंटीना विकिरण से जुड़े प्रतिबाधा के काल्पनिक भाग का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है। आदर्श परिस्थितियों में, सिग्नल स्रोत द्वारा उत्पन्न सभी ऊर्जा को विकिरण प्रतिरोध आरआर में स्थानांतरित किया जाना चाहिए, जिसका उपयोग एंटीना की विकिरण क्षमता का प्रतिनिधित्व करने के लिए किया जाता है। हालाँकि, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, ट्रांसमिशन लाइन और एंटीना की विशेषताओं के कारण कंडक्टर-ढांकता हुआ नुकसान होता है, साथ ही ट्रांसमिशन लाइन और एंटीना के बीच प्रतिबिंब (बेमेल) के कारण नुकसान होता है। स्रोत की आंतरिक प्रतिबाधा को ध्यान में रखते हुए और ट्रांसमिशन लाइन और प्रतिबिंब (बेमेल) नुकसान को नजरअंदाज करते हुए, संयुग्म मिलान के तहत एंटीना को अधिकतम शक्ति प्रदान की जाती है।
चित्र 2
ट्रांसमिशन लाइन और एंटीना के बीच बेमेल होने के कारण, इंटरफ़ेस से परावर्तित तरंग स्रोत से एंटीना तक घटना तरंग के साथ एक स्थायी तरंग बनाने के लिए आरोपित हो जाती है, जो ऊर्जा एकाग्रता और भंडारण का प्रतिनिधित्व करती है और एक विशिष्ट गुंजयमान उपकरण है। चित्र 2 में बिंदीदार रेखा द्वारा एक विशिष्ट स्थायी तरंग पैटर्न दिखाया गया है। यदि एंटीना प्रणाली ठीक से डिज़ाइन नहीं की गई है, तो ट्रांसमिशन लाइन वेवगाइड और ऊर्जा ट्रांसमिशन डिवाइस के बजाय काफी हद तक ऊर्जा भंडारण तत्व के रूप में कार्य कर सकती है।
ट्रांसमिशन लाइन, एंटीना और खड़ी तरंगों से होने वाली हानि अवांछनीय है। कम-नुकसान ट्रांसमिशन लाइनों का चयन करके लाइन हानि को कम किया जा सकता है, जबकि चित्र 2 में आरएल द्वारा दर्शाए गए हानि प्रतिरोध को कम करके एंटीना हानि को कम किया जा सकता है। खड़ी तरंगों को कम किया जा सकता है और लाइन में ऊर्जा भंडारण को प्रतिबाधा से मेल करके कम किया जा सकता है लाइन की विशेषता प्रतिबाधा के साथ एंटीना (लोड)।
वायरलेस सिस्टम में, ऊर्जा प्राप्त करने या संचारित करने के अलावा, एंटेना को आमतौर पर कुछ दिशाओं में विकिरणित ऊर्जा को बढ़ाने और अन्य दिशाओं में विकिरणित ऊर्जा को दबाने की आवश्यकता होती है। इसलिए, पता लगाने वाले उपकरणों के अलावा, एंटेना का उपयोग दिशात्मक उपकरणों के रूप में भी किया जाना चाहिए। विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए एंटेना विभिन्न रूपों में हो सकते हैं। यह एक तार, एक एपर्चर, एक पैच, एक तत्व असेंबली (सरणी), एक परावर्तक, एक लेंस, आदि हो सकता है।
वायरलेस संचार प्रणालियों में, एंटेना सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक हैं। अच्छा एंटीना डिज़ाइन सिस्टम आवश्यकताओं को कम कर सकता है और समग्र सिस्टम प्रदर्शन में सुधार कर सकता है। इसका एक उत्कृष्ट उदाहरण टेलीविजन है, जहां उच्च-प्रदर्शन वाले एंटेना का उपयोग करके प्रसारण रिसेप्शन को बेहतर बनाया जा सकता है। संचार प्रणालियों के लिए एंटेना वही हैं जो मनुष्य के लिए आँखें हैं।
2. एंटीना वर्गीकरण
1. तार एंटीना
वायर एंटेना सबसे आम प्रकार के एंटेना में से एक हैं क्योंकि वे लगभग हर जगह पाए जाते हैं - कार, भवन, जहाज, हवाई जहाज, अंतरिक्ष यान, आदि। तार एंटेना के विभिन्न आकार होते हैं, जैसे सीधी रेखा (द्विध्रुवीय), लूप, सर्पिल, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। लूप एंटेना को केवल गोलाकार होने की आवश्यकता नहीं है। वे आयताकार, वर्गाकार, अंडाकार या किसी अन्य आकार के हो सकते हैं। गोलाकार एंटीना अपनी सरल संरचना के कारण सबसे आम है।
चित्र तीन
2. एपर्चर एंटेना
एंटेना के अधिक जटिल रूपों की बढ़ती मांग और उच्च आवृत्तियों के उपयोग के कारण एपर्चर एंटेना एक बड़ी भूमिका निभा रहे हैं। एपर्चर एंटेना के कुछ रूप (पिरामिडल, शंक्वाकार और आयताकार हॉर्न एंटेना) चित्र 4 में दिखाए गए हैं। इस प्रकार के एंटीना विमान और अंतरिक्ष यान अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयोगी हैं क्योंकि इन्हें विमान या अंतरिक्ष यान के बाहरी आवरण पर बहुत आसानी से लगाया जा सकता है। इसके अलावा, उन्हें कठोर वातावरण से बचाने के लिए ढांकता हुआ सामग्री की एक परत से ढका जा सकता है।
चित्र 4
3. माइक्रोस्ट्रिप एंटीना
1970 के दशक में माइक्रोस्ट्रिप एंटेना बहुत लोकप्रिय हो गए, मुख्यतः उपग्रह अनुप्रयोगों के लिए। एंटीना में एक ढांकता हुआ सब्सट्रेट और एक धातु पैच होता है। धातु पैच के कई अलग-अलग आकार हो सकते हैं, और चित्र 5 में दिखाया गया आयताकार पैच एंटीना सबसे आम है। माइक्रोस्ट्रिप एंटेना की प्रोफ़ाइल कम होती है, ये समतल और गैर-तलीय सतहों के लिए उपयुक्त होते हैं, निर्माण के लिए सरल और सस्ते होते हैं, कठोर सतहों पर लगाए जाने पर इनमें उच्च मजबूती होती है, और एमएमआईसी डिज़ाइन के साथ संगत होते हैं। उन्हें विमान, अंतरिक्ष यान, उपग्रहों, मिसाइलों, कारों और यहां तक कि मोबाइल उपकरणों की सतह पर लगाया जा सकता है और अनुरूप रूप से डिजाइन किया जा सकता है।
चित्र 5
4. ऐरे ऐन्टेना
कई अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक विकिरण विशेषताएँ एक एकल एंटीना तत्व द्वारा प्राप्त नहीं की जा सकती हैं। एंटीना सरणियाँ एक या अधिक विशिष्ट दिशाओं में अधिकतम विकिरण उत्पन्न करने के लिए संश्लेषित तत्वों से विकिरण बना सकती हैं, एक विशिष्ट उदाहरण चित्र 6 में दिखाया गया है।
चित्र 6
5. रिफ्लेक्टर एंटीना
अंतरिक्ष अन्वेषण की सफलता से एंटीना सिद्धांत का भी तेजी से विकास हुआ है। अल्ट्रा-लॉन्ग-डिस्टेंस संचार की आवश्यकता के कारण, लाखों मील दूर सिग्नल संचारित करने और प्राप्त करने के लिए अत्यधिक उच्च-लाभ वाले एंटेना का उपयोग किया जाना चाहिए। इस एप्लिकेशन में, एक सामान्य एंटीना रूप चित्र 7 में दिखाया गया परवलयिक एंटीना है। इस प्रकार के एंटीना का व्यास 305 मीटर या उससे अधिक है, और लाखों संकेतों को प्रसारित करने या प्राप्त करने के लिए आवश्यक उच्च लाभ प्राप्त करने के लिए इतना बड़ा आकार आवश्यक है। मील दूर। रिफ्लेक्टर का दूसरा रूप कॉर्नर रिफ्लेक्टर है, जैसा चित्र 7 (सी) में दिखाया गया है।
चित्र 7
6. लेंस एंटेना
लेंस का उपयोग मुख्य रूप से आपतित बिखरी हुई ऊर्जा को अवांछित विकिरण दिशाओं में फैलने से रोकने के लिए किया जाता है। लेंस की ज्यामिति को उचित रूप से बदलकर और सही सामग्री का चयन करके, वे विभिन्न प्रकार की अपसारी ऊर्जा को समतल तरंगों में परिवर्तित कर सकते हैं। इनका उपयोग अधिकांश अनुप्रयोगों जैसे परवलयिक परावर्तक एंटेना में किया जा सकता है, विशेष रूप से उच्च आवृत्तियों पर, और कम आवृत्तियों पर उनका आकार और वजन बहुत बड़ा हो जाता है। लेंस एंटेना को उनकी निर्माण सामग्री या ज्यामितीय आकृतियों के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है, जिनमें से कुछ चित्र 8 में दिखाए गए हैं।
चित्र 8
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पोस्ट करने का समय: जुलाई-19-2024
