लूप एंटीना क्या होता है?
एक लूप एंटीना का निर्माण एक या अधिक चालक तत्वों को एक बंद पथ में व्यवस्थित करके और संरचना को आरएफ सिग्नल प्रदान करके किया जाता है। लूप वृत्ताकार, वर्गाकार, आयताकार, त्रिभुजाकार, अंडाकार या विशिष्ट यांत्रिक और विद्युत आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए किसी अन्य आकार में डिज़ाइन किया जा सकता है।
परंपरागत द्विध्रुवीय एंटीना के विपरीत, जो मुख्य रूप से विद्युत-धारा तत्व से जुड़ा होता है, एक विद्युत रूप से छोटा लूप लगभग चुंबकीय द्विध्रुव की तरह व्यवहार करता है। इसका संचालन विद्युत चुम्बकीय तरंग के चुंबकीय क्षेत्र घटक से निकटता से संबंधित है, जिससे लूप एंटीना विशेष रूप से सिग्नल प्राप्त करने, दिशा निर्धारण, निकट-क्षेत्र संवेदन, RFID और विद्युत चुम्बकीय मापन प्रणालियों में उपयोगी होते हैं।
लूप एंटेना किसी एक आवृत्ति सीमा तक सीमित नहीं होते। इनकी परिचालन आवृत्ति तरंगदैर्ध्य के सापेक्ष लूप की परिधि, घुमावों की संख्या, कंडक्टर के आयाम, लोडिंग घटकों, फीड संरचना और आसपास के स्थापना वातावरण पर निर्भर करती है। इसलिए, लूप डिजाइन कम आवृत्ति वाले रिसीविंग सिस्टम से लेकर यूएचएफ और माइक्रोवेव अनुप्रयोगों तक में पाए जा सकते हैं।
मूल संरचना और संचालन सिद्धांत
जब किसी चालक लूप में आरएफ धारा प्रवाहित होती है, तो यह लूप के तल के लगभग लंबवत एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। ग्रहण करने की प्रक्रिया में, लूप से गुजरने वाला परिवर्तनशील चुंबकीय क्षेत्र इसके टर्मिनलों पर वोल्टेज उत्पन्न करता है।
प्राप्त सिग्नल की तीव्रता कई कारकों पर निर्भर करती है:
लूप क्षेत्र
घुमावों की संख्या
परिचालन आवृत्ति
आने वाले क्षेत्र के सापेक्ष अभिविन्यास
चालक प्रतिरोध
ट्यूनिंग और मिलान नेटवर्क
परिरक्षण और आस-पास की धात्विक संरचनाएं
विद्युत रूप से छोटे लूप के लिए, चालक के चारों ओर धारा का परिमाण और चरण लगभग एकसमान माना जा सकता है। परिधि बढ़ने पर यह अनुमान कम सटीक हो जाता है। अनुनादी बड़े लूप में, संरचना के चारों ओर धारा का वितरण काफी भिन्न होता है और यह छोटे चुंबकीय लूप से भिन्न विकिरण विशेषताएँ उत्पन्न करता है।
छोटे लूप एंटेना
एक छोटे लूप एंटीना की परिधि उसकी कार्यशील तरंगदैर्ध्य से काफी छोटी होती है। इंजीनियरिंग में आमतौर पर इस्तेमाल होने वाला एक अनुमान इस प्रकार है:
C≤0.1λ
जहां C लूप की परिधि है और λ तरंगदैर्घ्य है।
अपने छोटे विद्युत आकार के कारण, एक छोटे लूप में आमतौर पर विकिरण प्रतिरोध कम होता है। अतः चालक हानि इसके कुल इनपुट प्रतिरोध का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हो सकती है, जिससे संचरण के लिए एंटीना का उपयोग करते समय विकिरण दक्षता कम हो जाती है।
छोटे लूप अत्यधिक प्रेरक होते हैं और अक्सर उन्हें ट्यूनिंग कैपेसिटर या मैचिंग नेटवर्क की आवश्यकता होती है। अनुनाद पर ट्यून किए जाने पर, वे उपयोगी रिसीविंग संवेदनशीलता प्रदान कर सकते हैं, लेकिन उनके उच्च गुणवत्ता कारक के कारण ऑपरेटिंग बैंडविड्थ अपेक्षाकृत संकीर्ण हो सकती है।
इन विशेषताओं के कारण छोटे लूप वाले एंटेना खराब नहीं होते। बल्कि, ये विशेषताएं उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए विशेष रूप से उपयुक्त बनाती हैं जहां उच्च विकिरण दक्षता की तुलना में कॉम्पैक्ट आकार, चुंबकीय क्षेत्र प्रतिक्रिया, दिशात्मक शून्यता या संकीर्ण बैंड चयनात्मकता अधिक महत्वपूर्ण होती है।
बड़े लूप एंटेना
एक बड़े लूप, जिसे कभी-कभी अनुनादी लूप भी कहा जाता है, की परिधि विद्युत दृष्टि से छोटी नहीं रह जाती। एक सामान्य डिज़ाइन में परिधि लगभग एक तरंगदैर्ध्य के बराबर होती है:
C≈λ
इस स्थिति में, परिपथ के चारों ओर धारा एकसमान नहीं होती है। चालक के अनुदिश इसका आयाम और कलाय परिवर्तन होता है, जिससे अधिक जटिल क्षेत्र वितरण उत्पन्न होता है।
विद्युत रूप से छोटे लूपों की तुलना में, अनुनादी लूप आमतौर पर उच्च विकिरण प्रतिरोध और बेहतर संचरण क्षमता प्रदान करते हैं। इनका उपयोग व्यावहारिक संचरण या प्राप्ति एंटेना के रूप में किया जा सकता है, हालांकि इनकी प्रतिबाधा, ध्रुवीकरण और विकिरण पैटर्न परिधि, आकार, फीड की स्थिति और स्थापना वातावरण पर बहुत अधिक निर्भर करते हैं।
वृत्ताकार और वर्गाकार पूर्ण-तरंग लूप सामान्य विन्यास हैं। वर्गाकार लूप का निर्माण और स्थापना आसान हो सकती है, जबकि वृत्ताकार लूप एक चिकनी और सममित ज्यामिति प्रदान करता है। जब दोनों की विद्युत परिधि समान होती है, तो उनका सामान्य प्रदर्शन तुलनीय हो सकता है, हालांकि सटीक प्रतिबाधा और पैटर्न विशेषताएँ भिन्न होंगी।
चित्र 1. वृत्ताकार और वर्गाकार लूप एंटीना विन्यासों के उदाहरण।
विकिरण पैटर्न
विद्युत रूप से छोटे लूप का विकिरण पैटर्न एक आदर्श चुंबकीय द्विध्रुव के समान होता है। विकिरण लूप तल के लंबवत अक्ष के अनुदिश न्यूनतम होता है और लूप तल के लगभग भीतर स्थित दिशाओं में सबसे अधिक होता है।
तीन आयामों में, आदर्श पैटर्न लूप अक्ष के चारों ओर एक टोरस जैसा दिखता है। जब एक छोटे लूप को लंबवत रूप से लगाया जाता है, तो इसकी क्षैतिज-तल प्रतिक्रिया आमतौर पर आठ के आकार की होती है, जिसमें लूप तल के लंबवत दो गहरे शून्य होते हैं।
ये शून्य दिशा निर्धारण और व्यतिकरण दमन के लिए उपयोगी हैं। प्राप्त सिग्नल के न्यूनतम स्तर तक पहुँचने तक एंटीना को घुमाकर, एक ऑपरेटर सिग्नल स्रोत की ओर या उससे दूर दिशा की रेखा निर्धारित कर सकता है।
अधिकतम प्रतिक्रिया की दिशा, शून्य गहराई और ध्रुवीकरण लूप अभिविन्यास, फीड व्यवस्था, स्थापना ऊंचाई, कंडक्टर ज्यामिति और आस-पास की संरचनाओं पर निर्भर करते हैं। इसलिए ध्रुवीकरण का वर्णन केवल फीड बिंदु के स्थान के आधार पर नहीं किया जाना चाहिए।
चित्र 2. विभिन्न उन्नयन कोणों पर लूप एंटीना के विकिरण पैटर्न का उदाहरण।
फीडिंग, ट्यूनिंग और प्रतिबाधा मिलान
लूप एंटीना का इनपुट प्रतिबाधा काफी हद तक उसके विद्युत आकार पर निर्भर करता है।
एक छोटा लूप सामान्यतः प्रेरक प्रतिघात और कम विकिरण प्रतिरोध प्रस्तुत करता है। आवश्यक आवृत्ति पर अनुनादी परिपथ बनाने के लिए एक परिवर्तनीय या स्थिर संधारित्र को जोड़ा जा सकता है। ट्रांसफार्मर युग्मन, गामा मिलान, संधारित्र युग्मन या सक्रिय प्रवर्धक परिपथों का उपयोग करके भी एंटीना को रिसीवर या 50-ओम आरएफ प्रणाली से जोड़ा जा सकता है।
संचारण अनुप्रयोगों के लिए, कंडक्टर हानि, कैपेसिटर हानि और धारा-संभालने की क्षमता पर सावधानीपूर्वक विचार करना आवश्यक है। इनपुट शक्ति मध्यम प्रतीत होने पर भी ट्यून्ड लूप में उच्च परिसंचारी धारा उत्पन्न हो सकती है।
बड़े अनुनादी लूपों में विकिरण प्रतिरोध अधिक होता है, लेकिन फिर भी उचित फीड प्लेसमेंट और प्रतिबाधा रूपांतरण की आवश्यकता होती है। फीड केबल को विकिरण प्रणाली का हिस्सा बनने से रोकने के लिए संतुलित फीडिंग या बैलून की आवश्यकता हो सकती है।
लूप का आकार और घुमावों की संख्या
लूप एंटीना का पूर्णतः वृत्ताकार होना आवश्यक नहीं है। वृत्ताकार, वर्गाकार और आयताकार लूप सबसे आम हैं क्योंकि इनकी गणना और निर्माण अपेक्षाकृत सरल होते हैं।
कई घुमाव जोड़ने से प्रेरित प्राप्त वोल्टेज और प्रेरकत्व में वृद्धि होती है। हालांकि, इससे चालक हानि, वितरित धारिता और स्व-अनुनाद प्रभाव भी बढ़ते हैं। अधिक घुमावों से स्वचालित रूप से बेहतर ब्रॉडबैंड प्रदर्शन प्राप्त नहीं होता है।
कॉम्पैक्ट MF और AM रिसीविंग एंटेना में अक्सर फेराइट रॉड या चुंबकीय कोर का उपयोग किया जाता है। चुंबकीय पदार्थ वाइंडिंग के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह को केंद्रित करता है, जिससे भौतिक रूप से छोटी संरचना उपयोगी रिसीविंग संवेदनशीलता प्रदान कर सकती है।
उच्च आवृत्तियों पर, आरएफआईडी, वायरलेस सेंसिंग, संचार टर्मिनलों और आरएफ माप उपकरणों के लिए सर्किट बोर्ड पर सीधे प्रिंटेड लूप, माइक्रोस्ट्रिप लूप और इंटीग्रेटेड लूप संरचनाओं का निर्माण किया जा सकता है।
लूप एंटेना के लाभ
लूप एंटेना कई व्यावहारिक लाभ प्रदान करते हैं:
- कॉम्पैक्ट यांत्रिक संरचना
- अनेक संभावित आकार और स्थापना प्रारूप
- उपयोगी चुंबकीय-क्षेत्र संवेदनशीलता
- छोटे-लूप डिज़ाइनों में गहरे दिशात्मक शून्य
- दिशा निर्धारण और हस्तक्षेप निवारण के लिए उपयुक्त
- ट्यूनिंग और सक्रिय सर्किट के साथ आसान एकीकरण
- एलएफ, एचएफ, वीएचएफ, यूएचएफ और माइक्रोवेव डिजाइन के लिए स्केलेबल
डिजाइन सीमाएँ
महत्वपूर्ण सीमाओं में निम्नलिखित शामिल हैं:
- विद्युत रूप से छोटे डिज़ाइनों में कम विकिरण प्रतिरोध
- कंडक्टर में अधिक हानि होने पर संचरण दक्षता कम हो जाती है
- उच्च-क्यू ट्यून्ड लूप में संकीर्ण बैंडविड्थ
- आस-पास की धातु की वस्तुओं के प्रति संवेदनशीलता
- संभावित रूप से उच्च परिसंचारी धारा और वोल्टेज
- सावधानीपूर्वक प्रतिबाधा मिलान की आवश्यकता
- फीड केबलों और इंस्टॉलेशन संरचनाओं के कारण पैटर्न में विकृति
विशिष्ट अनुप्रयोग
लूप एंटेना का व्यापक रूप से उपयोग निम्नलिखित में किया जाता है:
- एएम, एमएफ, एचएफ और शॉर्टवेव रिसीवर
- रेडियो दिशा-निर्धारण उपकरण
- आरएफआईडी और नियर-फील्ड कम्युनिकेशन सिस्टम
- ईएमआई और ईएमसी चुंबकीय-क्षेत्र माप
- स्पेक्ट्रम निगरानी और क्षेत्र-शक्ति परीक्षण
- प्रेरक संचार और वायरलेस पावर सिस्टम
- पोर्टेबल और वाहन-माउंटेड रिसीविंग प्लेटफॉर्म
- मुद्रित आरएफ और माइक्रोवेव सर्किट
- एंटीना अनुसंधान, अंशांकन और मापन
ईएमआई और क्षेत्र-शक्ति मापन के लिए, कैलिब्रेटेड लूप एंटेना विशेष रूप से तब उपयोगी होते हैं जब आरएफ वातावरण के चुंबकीय क्षेत्र घटक का मूल्यांकन करना आवश्यक हो। संचार और निगरानी प्रणालियों में, उनके दिशात्मक शून्य हस्तक्षेप को कम करने या अज्ञात सिग्नल की दिशा की पहचान करने में सहायक हो सकते हैं।
इंजीनियरिंग महत्व
लूप एंटेना यह प्रदर्शित करते हैं कि विद्युत आकार, धारा वितरण, चुंबकीय क्षेत्र युग्मन और प्रतिबाधा मिलान एंटेना के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करते हैं।
भौतिक रूप से समान दिखने वाला एक लूप, अपनी परिधि और परिचालन आवृत्ति के आधार पर, एक कॉम्पैक्ट चुंबकीय रिसीविंग एंटीना, एक नैरोबैंड रेजोनेंट सेंसर, एक फुल-वेव ट्रांसमिटिंग एंटीना या एक नियर-फील्ड कपलिंग एलिमेंट के रूप में व्यवहार कर सकता है।
आरएफ एमआईएसओ आरएफ परीक्षण, संचार, रडार, एंटीना माप और सिस्टम एकीकरण के लिए एंटीना और माइक्रोवेव घटक समाधान प्रदान करता है। लूप एंटीना जैसी मूलभूत संरचनाओं को समझने से इंजीनियरों को एंटीना सिस्टम का चयन या विकास करते समय आवृत्ति सीमा, लाभ, ध्रुवीकरण, प्रतिबाधा, बैंडविड्थ, विकिरण दक्षता और दिशात्मक प्रतिक्रिया का मूल्यांकन करने में मदद मिलती है।
एंटेना के बारे में अधिक जानने के लिए, कृपया यहां जाएं:
पोस्ट करने का समय: 31 जुलाई 2026
