दिशात्मकता एक मूलभूत ऐन्टेना पैरामीटर है।यह एक माप है कि दिशात्मक एंटीना का विकिरण पैटर्न कैसा है।एक एंटीना जो सभी दिशाओं में समान रूप से विकिरण करता है, उसकी दिशा 1 के बराबर होगी। (यह शून्य डेसिबल -0 डीबी के बराबर है)।
गोलाकार निर्देशांक के कार्य को सामान्यीकृत विकिरण पैटर्न के रूप में लिखा जा सकता है:
[समीकरण 1]
एक सामान्यीकृत विकिरण पैटर्न का आकार मूल विकिरण पैटर्न के समान होता है।सामान्यीकृत विकिरण पैटर्न को परिमाण से इस प्रकार कम किया जाता है कि विकिरण पैटर्न का अधिकतम मान 1 के बराबर हो। (सबसे बड़ा "एफ" का समीकरण [1] है)।गणितीय रूप से, दिशात्मकता का सूत्र (प्रकार "डी") इस प्रकार लिखा गया है:
यह एक जटिल दिशात्मक समीकरण जैसा प्रतीत हो सकता है।हालाँकि, अणुओं के विकिरण पैटर्न सबसे बड़े मूल्य के होते हैं।हर सभी दिशाओं में उत्सर्जित औसत शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है।समीकरण तब औसत से विभाजित शिखर विकिरण शक्ति का एक माप है।यह ऐन्टेना को दिशा देता है।
दिशात्मक प्रतिमान
उदाहरण के तौर पर, दो एंटेना के विकिरण पैटर्न के लिए अगले दो समीकरणों पर विचार करें।
एंटीना 1
एंटीना 2
ये विकिरण पैटर्न चित्र 1 में दर्शाए गए हैं। कृपया ध्यान दें कि विकिरण मोड केवल ध्रुवीय कोण थीटा (θ) का एक कार्य है। विकिरण पैटर्न अज़ीमुथ का एक कार्य नहीं है।(अज़ीमुथल विकिरण पैटर्न अपरिवर्तित रहता है)।पहले ऐन्टेना का विकिरण पैटर्न कम दिशात्मक होता है, फिर दूसरे ऐन्टेना का विकिरण पैटर्न।इसलिए, हम उम्मीद करते हैं कि पहले एंटीना के लिए दिशा कम होगी।
चित्र 1. एक एंटीना का विकिरण पैटर्न आरेख।उच्च दिशात्मकता है?
सूत्र [1] का उपयोग करके, हम गणना कर सकते हैं कि एंटीना की दिशा उच्च है।अपनी समझ की जांच करने के लिए, चित्र 1 के बारे में सोचें और दिशात्मकता क्या है।फिर बिना किसी गणित का उपयोग किए यह निर्धारित करें कि किस एंटीना की दिशा अधिक है।
दिशात्मक गणना परिणाम, सूत्र का उपयोग करें [1]:
दिशात्मक एंटीना 1 गणना, 1.273 (1.05 डीबी)।
दिशात्मक एंटीना 2 गणना, 2.707 (4.32 डीबी)।
बढ़ी हुई दिशात्मकता का अर्थ है अधिक केंद्रित या दिशात्मक एंटीना।इसका मतलब यह है कि 2-रिसीविंग एंटीना में सर्वदिशात्मक एंटीना की तुलना में अपने शिखर की दिशात्मक शक्ति 2.707 गुना है।एंटीना 1 में सर्वदिशात्मक एंटीना की तुलना में 1.273 गुना अधिक शक्ति मिलेगी।सर्वदिशात्मक एंटेना का उपयोग एक सामान्य संदर्भ के रूप में किया जाता है, भले ही कोई आइसोट्रोपिक एंटेना मौजूद न हो।
सेल फोन एंटेना की दिशा कम होनी चाहिए क्योंकि सिग्नल किसी भी दिशा से आ सकते हैं।इसके विपरीत, सैटेलाइट डिश में उच्च दिशात्मकता होती है।सैटेलाइट डिश एक निश्चित दिशा से सिग्नल प्राप्त करती है।उदाहरण के तौर पर, यदि आपको सैटेलाइट टीवी डिश मिलती है, तो कंपनी आपको बताएगी कि इसे कहां इंगित करना है और डिश को वांछित सिग्नल प्राप्त होगा।
हम एंटीना के प्रकारों और उनकी दिशात्मकता की एक सूची के साथ समाप्त करेंगे।इससे आपको पता चलेगा कि दिशात्मकता क्या सामान्य है।
ऐन्टेना प्रकार विशिष्ट दिशात्मकता विशिष्ट दिशात्मकता [डेसीबल] (डीबी)
लघु द्विध्रुवीय एंटीना 1.5 1.76
अर्ध-तरंग द्विध्रुवीय एंटीना 1.64 2.15
पैच (माइक्रोस्ट्रिप एंटीना) 3.2-6.3 5-8
हॉर्न एंटीना 10-100 10-20
डिश एंटीना 10-10,000 10-40
जैसा कि ऊपर दिए गए डेटा से पता चलता है कि एंटीना की दिशा बहुत भिन्न होती है।इसलिए, अपने विशिष्ट एप्लिकेशन के लिए सर्वोत्तम एंटीना का चयन करते समय दिशात्मकता को समझना महत्वपूर्ण है।यदि आपको एक ही दिशा में कई दिशाओं से ऊर्जा भेजने या प्राप्त करने की आवश्यकता है तो आपको कम दिशा वाला एंटीना डिज़ाइन करना चाहिए।कम दिशा वाले एंटेना के अनुप्रयोगों के उदाहरणों में कार रेडियो, सेल फोन और कंप्यूटर वायरलेस इंटरनेट एक्सेस शामिल हैं।इसके विपरीत, यदि आप रिमोट सेंसिंग या लक्षित पावर ट्रांसफर कर रहे हैं, तो एक अत्यधिक दिशात्मक एंटीना की आवश्यकता होगी।अत्यधिक दिशात्मक एंटेना वांछित दिशा से शक्ति के हस्तांतरण को अधिकतम करेंगे और अवांछित दिशाओं से सिग्नल को कम करेंगे।
मान लीजिए हम एक कम दिशा वाला एंटीना चाहते हैं।हम इसे कैसे करते हैं?
ऐन्टेना सिद्धांत का सामान्य नियम यह है कि कम दिशा उत्पन्न करने के लिए आपको विद्युत रूप से छोटे ऐन्टेना की आवश्यकता होती है।अर्थात्, यदि आप 0.25 - 0.5 तरंगदैर्घ्य के कुल आकार वाले एंटीना का उपयोग करते हैं, तो आप दिशात्मकता को न्यूनतम कर देंगे।अर्ध-तरंग द्विध्रुवीय एंटेना या अर्ध-तरंग दैर्ध्य स्लॉट एंटेना में आमतौर पर 3 डीबी से कम दिशा होती है।यह दिशात्मकता जितनी कम है जिसे आप अभ्यास में प्राप्त कर सकते हैं।
अंततः, हम एंटीना की दक्षता और एंटीना की बैंडविड्थ को कम किए बिना एक चौथाई तरंग दैर्ध्य से छोटा एंटेना नहीं बना सकते हैं।एंटीना दक्षता और एंटीना बैंडविड्थ पर भविष्य के अध्यायों में चर्चा की जाएगी।
उच्च दिशात्मकता वाले एंटीना के लिए, हमें कई तरंग दैर्ध्य आकारों के एंटेना की आवश्यकता होगी।जैसे सैटेलाइट डिश एंटेना और हॉर्न एंटेना में उच्च दिशात्मकता होती है।इसका आंशिक कारण यह है कि वे कई तरंग दैर्ध्य लंबे होते हैं।
ऐसा क्यों?अंततः, इसका कारण फूरियर रूपांतरण के गुणों से संबंधित है।जब आप एक छोटी पल्स का फूरियर रूपांतरण लेते हैं, तो आपको एक व्यापक स्पेक्ट्रम मिलता है।यह सादृश्य एंटीना के विकिरण पैटर्न को निर्धारित करने में मौजूद नहीं है।विकिरण पैटर्न को एंटीना के साथ करंट या वोल्टेज के वितरण के फूरियर रूपांतरण के रूप में माना जा सकता है।इसलिए, छोटे एंटेना में व्यापक विकिरण पैटर्न (और कम प्रत्यक्षता) होते हैं।बड़े समान वोल्टेज या वर्तमान वितरण वाले एंटेना, बहुत दिशात्मक पैटर्न (और उच्च दिशात्मकता)।
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पोस्ट समय: नवंबर-07-2023
