लीनियर पोलराइज्ड विवल्डी एंटीना, 6 dBi टाइप गेन, 0.2-1.2 GHz आवृत्ति रेंज, RM-VA0212-6

विवाल्डी एंटीना: कार्य सिद्धांत, विशेषताएं और अनुप्रयोग

विवाल्डी एंटीना, जिसे टेपर्ड स्लॉट एंटीना भी कहा जाता है, एक ब्रॉडबैंड दिशात्मक एंटीना है जिसका व्यापक रूप से आरएफ, माइक्रोवेव, रडार, इलेक्ट्रॉनिक युद्ध, मापन और वायरलेस परीक्षण प्रणालियों में उपयोग किया जाता है। इसका विशिष्ट टेपर्ड छिद्र विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा को निर्देशित संचरण संरचना से मुक्त स्थान में धीरे-धीरे स्थानांतरित होने देता है, जिससे एंटीना ब्रॉडबैंड संचालन और दिशात्मक विकिरण प्राप्त करने में सक्षम होता है।

कई अनुनादी एंटेना की तुलना में, जिन्हें अपेक्षाकृत संकीर्ण आवृत्ति बैंड के लिए अनुकूलित किया जाता है, विवाल्डी एंटेना एक यात्रा-तरंग संरचना का उपयोग करते हैं। यह उन्हें उन प्रणालियों के लिए विशेष रूप से आकर्षक बनाता है जिन्हें अपेक्षाकृत सरल समतल या धात्विक यांत्रिक विन्यास के साथ व्यापक आवृत्ति कवरेज की आवश्यकता होती है।

विवाल्डी एंटीना कैसे काम करता है?

विवाल्डी एंटीना की मूल संरचना में दो चालक किनारे होते हैं जो एक पतला स्लॉट बनाते हैं। यह स्लॉट धीरे-धीरे एक संकीर्ण फीडिंग क्षेत्र से एक चौड़े रेडिएटिंग छिद्र की ओर फैलता है।

जब आरएफ ऊर्जा एंटीना में प्रवेश करती है, तो विद्युत चुम्बकीय तरंग टेपर्ड स्लॉट के साथ यात्रा करती है। स्लॉट की चौड़ाई बढ़ने के साथ, निर्देशित तरंग धीरे-धीरे मुक्त स्थान में युग्मित होती है और मुख्य रूप से एंटीना के खुले सिरे की ओर विकीर्ण होती है।

यह क्रमिक परिवर्तन उन प्रमुख कारणों में से एक है जिनकी वजह से विवाल्डी एंटेना ब्रॉडबैंड विशेषताएँ प्रदान कर सकते हैं।

उपयोग योग्य निम्न आवृत्ति एपर्चर और टेपर के भौतिक आकार से काफी प्रभावित होती है, जबकि उच्च आवृत्ति प्रदर्शन फीड ट्रांजिशन, टेपर ज्यामिति, कंडक्टर आयाम और विनिर्माण सटीकता जैसे कारकों पर अधिक निर्भर करता है।

विकिरण विशेषताएँ

विवाल्डी एंटीना आम तौर पर एक एंड-फायर एंटीना होता है, जिसका अर्थ है कि इसका मुख्य विकिरण टेपर्ड एपर्चर के खुले सिरे की ओर निर्देशित होता है।

इसकी विकिरण विशेषताएँ कई डिज़ाइन मापदंडों पर निर्भर करती हैं, जिनमें शामिल हैं:

एपर्चर की चौड़ाई
टेपर की लंबाई और प्रोफ़ाइल
फ़ीड संरचना
परिचालन आवृत्ति
ग्राउंड और कंडक्टर ज्यामिति
यांत्रिक आयाम

आवृत्ति में परिवर्तन के साथ, टेपर वाली संरचना के साथ प्रभावी विकिरण क्षेत्र भी बदल जाता है। इससे एंटीना एक संकीर्ण अनुनाद पर निर्भर हुए बिना अपेक्षाकृत व्यापक आवृत्ति सीमा में कार्य कर सकता है।

विवाल्डी एंटेना आमतौर पर रैखिक ध्रुवीकरण के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं, हालांकि ध्रुवीकरण प्रदर्शन विशिष्ट ज्यामिति और फीडिंग व्यवस्था पर निर्भर करता है।

विवाल्डी एंटेना के मुख्य प्रकार

आरएफ इंजीनियरिंग में विवल्डी एंटेना के कई विन्यास आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं।

पारंपरिक विवल्डी एंटीना
इसमें दो प्रवाहकीय क्षेत्रों के बीच निर्मित एक टेपर्ड स्लॉट का उपयोग किया जाता है और यह सबसे सामान्य कार्यान्वयनों में से एक है।

एंटीपोडल विवल्डी एंटीना
यह एक परावैद्युत सब्सट्रेट के विपरीत किनारों पर चालक तत्वों का उपयोग करता है। यह विन्यास कुछ ट्रांसमिशन-लाइन फीड से रेडिएटिंग एपर्चर तक सुविधाजनक संक्रमण प्रदान कर सकता है।

संतुलित एंटीपोडल विवल्डी एंटीना
कुछ ब्रॉडबैंड अनुप्रयोगों में क्षेत्र संतुलन और ध्रुवीकरण विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए अधिक सममित बहुपरत संरचना का उपयोग किया जाता है।

बैंडविड्थ, ध्रुवीकरण, फीड विधि, निर्माण प्रक्रिया और सिस्टम-एकीकरण आवश्यकताओं के अनुसार विभिन्न विन्यासों का चयन किया जा सकता है।

विवाल्डी एंटीना का चयन करते समय प्रमुख पैरामीटर

विवाल्डी एंटीना का चयन करते समय, आवृत्ति सीमा केवल प्रारंभिक बिंदु है।

गेन यह दर्शाता है कि एंटीना कितनी प्रभावी ढंग से विकिरण को आगे की दिशा में केंद्रित करता है।

VSWR एंटेना और RF सिस्टम के बीच प्रतिबाधा मिलान को दर्शाता है। कम VSWR का मतलब आमतौर पर कम परावर्तित शक्ति होता है।

ध्रुवीकरण बेमेल को कम करने के लिए ध्रुवीकरण को लक्ष्य आरएफ प्रणाली से मेल खाना चाहिए।

3 dB बीमविड्थ मुख्य विकिरण बीम की कोणीय चौड़ाई का वर्णन करता है और रडार, निगरानी और दिशात्मक माप अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण है।

ध्रुवीकरण शुद्धता मायने रखती है तो क्रॉस-पोलराइजेशन प्रदर्शन भी महत्वपूर्ण होता है।

सिस्टम इंटीग्रेशन के दौरान कनेक्टर के प्रकार, एंटीना के आयाम, वजन, माउंटिंग संरचना और पावर हैंडलिंग जैसे यांत्रिक कारकों पर भी विचार किया जाना चाहिए।

उदाहरण के लिए, आरएफ एमआईसो का आरएम-वीए0212-6 लीनियर पोलराइज्ड विवल्डी एंटीना 0.2 से 1.2 GHz तक काम करता है, 6 dBi का विशिष्ट लाभ प्रदान करता है, लीनियर पोलराइजेशन और एक एन-फीमेल इंटरफेस का उपयोग करता है, और रडार, उपग्रह संचार, इलेक्ट्रॉनिक युद्ध और उच्च-स्तरीय वायरलेस परीक्षण अनुप्रयोगों के लिए निर्दिष्ट है।

विवाल्डी एंटेना के फायदे

विवाल्डी एंटेना कई व्यावहारिक लाभ प्रदान करते हैं:

विस्तृत परिचालन बैंडविड्थ
दिशात्मक अंत-अग्नि विकिरण
अपेक्षाकृत सरल विकिरण संरचना
ब्रॉडबैंड आरएफ सिस्टम के साथ अच्छी अनुकूलता
विभिन्न आवृत्ति श्रेणियों में स्केलेबल डिज़ाइन
एकल-तत्व और सरणी विन्यासों के लिए उपयुक्त

इनकी ब्रॉडबैंड विशेषताएँ इन्हें तब विशेष रूप से उपयोगी बनाती हैं जब किसी सिस्टम को बार-बार एंटेना बदले बिना कई आवृत्तियों को कवर करने की आवश्यकता होती है।

आवेदन

विवाल्डी एंटेना का उपयोग आमतौर पर निम्नलिखित में किया जाता है:

रडार प्रणालियाँ
इलेक्ट्रानिक युद्ध
ब्रॉडबैंड आरएफ माप
वायरलेस परीक्षण
दिशा निर्धारण
सिग्नल निगरानी
माइक्रोवेव इमेजिंग
संचार प्रणालियाँ
एंटीना सरणियाँ
अनुसंधान और प्रयोगशाला अनुप्रयोग

ऐरे सिस्टम में, उच्च गेन, संकरे बीम या इलेक्ट्रॉनिक बीम-नियंत्रण क्षमता प्राप्त करने के लिए कई विवल्डी तत्वों को भी व्यवस्थित किया जा सकता है।

निष्कर्ष

विवाल्डी एंटीना में टेपर्ड-स्लॉट ट्रैवलिंग-वेव संरचना, ब्रॉडबैंड संचालन और दिशात्मक विकिरण का संयोजन होता है, जो इसे आधुनिक आरएफ और माइक्रोवेव सिस्टम के लिए एक बहुमुखी एंटीना आर्किटेक्चर बनाता है।

इसका वास्तविक प्रदर्शन टेपर ज्यामिति, एपर्चर आकार, फीड डिज़ाइन, ऑपरेटिंग आवृत्ति और यांत्रिक संरचना पर निर्भर करता है। इसलिए, उपयुक्त मॉडल का चयन करते समय इंजीनियरों को न केवल बैंडविड्थ और गेन, बल्कि VSWR, ध्रुवीकरण, बीमविड्थ, क्रॉस-पोलराइजेशन प्रदर्शन, RF इंटरफ़ेस और स्थापना आवश्यकताओं का भी मूल्यांकन करना चाहिए।

रडार, इलेक्ट्रॉनिक युद्ध, ब्रॉडबैंड माप, संचार और वायरलेस परीक्षण अनुप्रयोगों के लिए, विवाल्डी एंटेना एक लचीला समाधान प्रदान करते हैं जहां व्यापक आवृत्ति कवरेज और दिशात्मक आरएफ प्रदर्शन दोनों महत्वपूर्ण हैं।