पेचदार एंटीना: 7 महत्वपूर्ण तथ्य जो आपको जानना चाहिए

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कैमरा ऑपरेटर: SSGT लुइस COMEGER, हैमर ऐस सैटकॉम एंटीनासार्वजनिक डोमेन के रूप में चिह्नित किया गया है, और अधिक विवरण विकिमीडिया कॉमन्स

चर्चाओं के बिंदु

• परिचय
• ज्यामितीय विश्लेषण और विन्यास
• ऑपरेशनल मोड
• सामान्य मोड
• अक्षीय विधा
• पेचदार एंटीना डिजाइन
• पेचदार एंटीना अनुप्रयोगों

पेचदार एंटीना का परिचय

            एक पेचदार एंटीना को परिभाषित करने के लिए, हमें पहले एंटीना की सही परिभाषा पता होनी चाहिए। एंटेना या रेडिएटर की IEEE मानक परिभाषा के अनुसार,

"एक एंटीना रेडियो तरंगों को प्रसारित करने और प्राप्त करने का एक माध्यम है"।

एंटेना के कई अनुकूलन हैं। उनमें से कुछ हैं - द्विध्रुवीय एंटेना, हॉर्न एंटेना, लॉग-आवधिक एंटेना, पैच एंटेना, ब्रॉडबैंड एंटेना आदि।

          पेचदार एंटेना या हेलिक्स एंटेना ब्रॉडबैंड एंटेना की श्रेणियों में से एक हैं। यह एक पेचदार संरचना के साथ सबसे सरल, प्राथमिक और यथार्थवादी एंटेना में से एक है, जो तार-घाव के संचालन से बना है।

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ज्यामितीय विश्लेषण और विन्यास

          पेचदार एंटेना या हेलिक्स एंटेना आम तौर पर एक ग्राउंड प्लेन के साथ आते हैं जिसमें अलग-अलग रूपों को स्वीकार करने की क्षमता होती है। ग्राउंड प्लेन के साथ एक विशिष्ट हेलिक्स कनेक्शन स्थापित करने के लिए, ग्राउंड प्लेन का व्यास न्यूनतम 3 * λ / 4 होना चाहिए। हालांकि, विमान को एक बेलनाकार आकार के गड्ढे में स्थानांतरित किया जा सकता है। फ़ीड बिंदु पर, ट्रांसमिशन लाइनें एंटीना के साथ मिलती हैं।

          एक हेलिक्स एंटीना के ज्यामितीय विवरण में आमतौर पर N की संख्या, व्यास D और दो हेलिकल लूप S के बीच की दूरी होती है।

पूरी लंबाई इसके द्वारा दी गई है -> एल = एन एस।

प्रवाहकीय तार की पूरी लंबाई -> द्वारा दी गई है L_n = एनएल₀ (यह वर्तमान में मुख्य रूप से स्पष्ट रूप से किया जाता है!)

 या, एल_n = एन C (सी)² + एस²); एल₀ = = (सी)² + एस²)

L₀ दो पेचदार छोरों के बीच तार के आयाम का प्रतिनिधित्व करता है। यह वास्तव में लंबाई देता है।

सी एक सर्पिल लूप की पूरी परिधि का प्रतिनिधित्व करता है, और इसे -> द्वारा दिया जाता है π डी।

एक और सर्पिल या हेलिक्स एंटीना का पैरामीटर है, जो बहुत महत्वपूर्ण है। इसे ग्रीक वर्णमाला अल्फा (α) द्वारा दर्शाया गया है और इसे 'पिच कोण' कहा जाता है। यह कोण आम तौर पर लाइन के कोण का माप है - हेलिक्स तार के लिए सामान्य और हेलिक्स अक्ष के लिए एक खड़ी जमीन। गणितीय अभिव्यक्ति नीचे दी गई है।

α = तन^-1 (एस / सी)

या, α = टैन^-1 (एस / π डी)

समीकरण को ध्यान से देखने पर, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि जब कोण 0 डिग्री तक झुक जाता है, तो घुमावदार चकरा जाता है; नतीजतन, हेलिक्स एंटीना कम हो जाता है और एक साधारण लूप एंटीना के समान हो जाता है। फिर, जब कोण 90 डिग्री हो जाता है, तो एंटीना एक रैखिक तार बन जाता है। जब कोण 90 डिग्री से कम और 0 डिग्री से अधिक होता है, तो एक व्यावहारिक हेलिक्स में परिधि का एक सीमित मूल्य होता है।

आर्किटेक्चरल पैरामीटर हेलिक्स एंटेना के विकिरण गुणों को बदल सकते हैं। ज्यामितीय मापदंडों को नियंत्रित करने से तरंग दैर्ध्य से जुड़े विकिरण गुण अलग-अलग होंगे। इनपुट प्रतिबाधा का पिच कोण के साथ संबंध है और तार के आकार का संचालन, पिच कोण के मूल्यों में बदलाव के रूप में, और तार का आकार इनपुट प्रतिबाधा मूल्यों को बदल देगा।

पेचदार ऐन्टेना आमतौर पर अण्डाकार ध्रुवीकरण को दर्शाता है, हालांकि उन्हें परिपत्र और रैखिक ध्रुवीकरण दिखाने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।

ऑपरेशनल मोड

हेलिक्स एंटेना में कई प्रकार के परिचालन मोड में कार्य करने की क्षमता है। दो महत्वपूर्ण और आवश्यक परिचालन मोड हैं जिनके बारे में हम इस लेख के उत्तरार्द्ध में विस्तार से चर्चा करेंगे। दो तरीके हैं -

• अक्षीय मोड (अंत आग)
• सामान्य (ब्रॉडसाइड)

दोनों प्रकार के संचालन के तीन आयामी आंकड़े नीचे दिए गए हैं।

जैसा कि हम मानक आकृति में देख सकते हैं, इसमें एक काल्पनिक विमान में अधिकतम है जो अक्ष के लिए सामान्य है, और इसका नल अक्ष के साथ है। बिजली के पैटर्न में परिपत्र लूप के आकार के करीब समानता है।

अब, एंड-फायर मोड के लिए अधिकतम हेलिक्स की लंबाई के साथ है, और पावर पैटर्न एंड-फायर सरणी के समान है। इसीलिए इस मोड को 'एंड फायर मोड' नाम दिया गया है।

ऑपरेशन के अक्षीय मोड में ऑपरेशन के मानक मोड पर अधिक प्राथमिकता है क्योंकि यह अधिक यथार्थवादी या व्यावहारिक है, बेहतर दक्षता है और व्यापक बैंडविड्थ के साथ परिपत्र ध्रुवीकरण दिखा सकता है। एक अण्डाकार रूप से ध्रुवीकृत एंटीना को चरण-समय चतुर्भुज में दो विलुप्त पंक्तिबद्ध तंत्रों के योग के रूप में वर्णित किया जा सकता है।

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हेलिक्स एंटेना की सामान्य विधि

जैसा कि पहले चर्चा की गई है, ऐन्टेना के पेचदार मोड में इसका अधिकतम विकिरण हेलिक्स अक्ष के लिए एक सामान्य विमान को निर्देशित किया जाता है, और शून्य विकिरण इसकी धुरी के साथ होता है। हेलिक्स एंटीना या ब्रॉडसाइड मोड के संचालन का सामान्य मोड तरंग दैर्ध्य की तुलना में प्राप्त करने योग्य है, जो कि एनएल है₀ << λ_0.

हेलिक्स आर्किटेक्चर व्यास D के लूप में नीचे आता है क्योंकि पिच का कोण 0 से पंक्तिबद्ध तार पर आता है और S की लंबाई के साथ 90 डिग्री तक पहुंचता है। हेल ​​के ज्यामिति के रूप में नोस, एक लूप और एक द्विध्रुवीय बन गया, ऑपरेशन के इस मोड में दूर-क्षेत्र विकिरण क्रमशः ई द्वारा दर्शाया जा सकता है।_ϕ और ई_ϴ द्विध्रुवीय और सर्पिल लूप के घटक।

हेलिक्स को एन संख्या के छोटे छोरों और समान संख्या में छोटे डिपो के रूप में वर्णित किया जा सकता है। वे एक दूसरे के साथ श्रृंखलाबद्ध तरीके से जुड़े हुए हैं। एरेनास की गणना अल्पविकसित भागों से अन्य क्षेत्रों के सुपरपोजिशन का उपयोग करके की जाती है। लूप की कुल्हाड़ियों और द्विध्रुव की कुल्हाड़ियों के हेलिक्स अक्ष के साथ मेल खाता है।

चूंकि इस मॉडल के छोटे आयाम हैं, इसलिए वर्तमान को स्थिर माना जाता है। इसके संचालन को एक छोटे-छोरों द्वारा विकीर्ण किए गए क्षेत्रों के योग द्वारा परिभाषित किया जा सकता है, जिसमें D का व्यास और एक छोटी द्विध्रुवीय S की लंबाई होती है।

दूर-दराज़ के विद्युत क्षेत्र को निम्नानुसार दिया जाता है -

E_ϴ = जे ​​* * के * आई₀ * एस * ई^-जकर पाप / 4πr

ई_ϕ भाग द्वारा दिया गया है -

E_ϕ = k * के² * (डी / 2)² * मैं₀ * ई^-जकर सिनr / 4r

E। और Eϕ का अनुपात अक्षीय अनुपात देता है। गणितीय अभिव्यक्ति नीचे दी गई है।

एआर = | इ_ϴ | / | इ_ϕ |

या, AR = 4S / SkD²

या, AR = 2λS / (ARD)²

पिच कोण इस प्रकार दिया गया है - α = तन^-1 (2 D / XNUMXλ₀)

पेचदार एंटीना के लिए ऑपरेशन का अक्षीय मोड

ऑपरेशन के अक्षीय मोड में ऑपरेशन के मानक मोड पर अधिक प्राथमिकता है क्योंकि यह अधिक यथार्थवादी या व्यावहारिक है, बेहतर दक्षता है और व्यापक बैंडविड्थ के साथ परिपत्र ध्रुवीकरण दिखा सकता है।

          इस मोड को बड़े एस और डी की स्थापना के द्वारा प्राप्त किया जाता है। परिपत्र ध्रुवीकरण प्राप्त करने के लिए कुछ आवश्यकताएं हैं। हेलिक्स की परिधि की सीमा नीचे दी गई सीमा में होनी चाहिए।

4/3> λ₀/ सी> ¾

पिच कोण की एक सीमित सीमा भी है। पिच कोण की सीमा नीचे दी गई है।

12^o ≤ α। 14^o

इस मोड के संचालन के लिए टर्मिनल प्रतिबाधा सीमा एक सौ ओम से दो सौ ओम के बीच है।

निम्नलिखित गणितीय ऑपरेशन लाभ की गणना करता है। निम्नलिखित समीकरण के लिए, एस दो घुमावों के बीच की दूरी देता है, और एन एक पेचदार एंटीना में कुल घुमावों की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है।

जी = 15 (सी / λ) ² * (एनएस / λ)

इस मोड के संचालन के लिए पेचदार एंटीना की आधी शक्ति बैंडविड्थ गणितीय अभिव्यक्ति का पालन करके दी गई है।

HPBW = 52 / [(C / λ) * NS {(NS / λ)}]

इस मोड के संचालन के लिए पेचदार ऐन्टेना की पूरी अशक्तता गणितीय अभिव्यक्ति का पालन करके दी गई है।

एफएनबीडब्ल्यू = ११५^3/2 / सी * √ (एनएस)

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पेचदार एंटीना डिजाइन

• इनपुट प्रतिबाधा को 'R' के रूप में दर्शाया गया है। 'R' का गणितीय समीकरण है - R = 140 (C / λ)₀).
• इस मोड के संचालन के लिए पेचदार एंटीना की आधी शक्ति बैंडविड्थ गणितीय अभिव्यक्ति का पालन करके दी गई है। इसमें प्लस-माइनस बीस प्रतिशत की सटीकता है। यह कोण का माप है और डिग्री में एक इकाई है।

एचपीबीडब्ल्यू = 52^3/2 / सी * √ (एनएस)

• इस मोड के संचालन के लिए पेचदार ऐन्टेना की पूरी अशक्तता गणितीय अभिव्यक्ति का पालन करके दी गई है। यह Nulls के बीच बीम एक्सपोज़र के माप का प्रतिनिधित्व करता है। यह भी डिग्री में इकाई है।

एफएनबीडब्ल्यू = ११५^3/2 / सी * √ (एनएस)

• D0 एंटीना की प्रत्यक्षता का प्रतिनिधित्व करता है। गणितीय समीकरण है -

D₀ = 15 * एन * सी²एस / λ₀³

• निम्नलिखित गणितीय शब्द एक्सियल अनुपात या एआर देता है।

एआर = 2 एन + 1/2 एन

• निम्नलिखित अभिव्यक्तियाँ सामान्यीकृत दूर-क्षेत्र के प्रतिमान देती हैं।

E = sin (= / 2N) cos sin sin [(N / 2) * /] / sin () / 2)

Ψ एक अन्य गणितीय समीकरण द्वारा दिया गया है, और जो आगे दिया गया है Ψ = के₀[S * cos (- (L)₀/ पी)]

                    सामान्य अंत-अग्नि सरणी के लिए 'p' का मान है

पी = (एल₀/₀) * (एस / λ₀ + 1)

                    हैनसेन-वुडयार्ड एंड-फायर विकिरण के लिए 'पी' का मूल्य है

                                        पी = (एल₀/₀) * [एस / λ₀ + {(2N + 1) / 2N)}]

पेचदार एंटीना अनुप्रयोग

पेचदार एंटीना में आधुनिक संचार तकनीकों के कई अनुप्रयोग हैं। इसके डिजाइन और विकिरण पैटर्न के कारण इसमें कुछ अद्वितीय अनुप्रयोग हैं। सर्पिल ऐन्टेना अनुप्रयोगों में से कुछ नीचे सूचीबद्ध हैं।

एक उपग्रह ट्रैकिंग पेचदार एंटीना,

छवि क्रेडिट - किंगबैस्टर्ड, ट्रेकुर अधिग्रहण, सीसी द्वारा एसए 3.0

• पेचदार एंटेना बहुत उच्च आवृत्ति रेंज संकेतों को विकिरण करने में कुशल हैं।

• पेचदार एंटेना का उपयोग अक्सर अंतरिक्ष संचार और उपग्रहों के संचार के लिए किया जाता है।
• इन प्रकार के एंटेना के कारण दो ग्रहों के बीच संचार संभव है।

सुदीप्त रॉय

नमस्ते, मैं सुदीप्त रॉय हूं। मैंने इलेक्ट्रॉनिक्स में बी.टेक किया है। मैं इलेक्ट्रॉनिक्स उत्साही हूं और वर्तमान में इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार के क्षेत्र के लिए समर्पित हूं। मुझे एआई और मशीन लर्निंग जैसी आधुनिक तकनीकों की खोज में गहरी रुचि है। मेरा लेखन सभी शिक्षार्थियों को सटीक और अद्यतन डेटा प्रदान करने के लिए समर्पित है। किसी को ज्ञान प्राप्त करने में मदद करने से मुझे बहुत खुशी मिलती है।
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