हॉर्न एंटीना क्या है? | यह 3 महत्वपूर्ण पैरामीटर है

हॉर्न एंटीना क्या है? | यह 3 महत्वपूर्ण पैरामीटर है

हॉर्न एंटीना

छवि क्रेडिट: श्वार्ज़बेक मेस-इलेक्ट्रॉनिक, श्वार्जबेक बीबीएचए 9120 डीसीसी द्वारा एसए 3.0

चर्चा के लिए अंक: हॉर्न एंटीना

  • परिचय
  • हॉर्न एंटीना का उपयोग
  • हॉर्न एंटीना के प्रकार और हॉर्न एंटीना के प्रकार
  • सींग एंटीना डिजाइन
  • सींग एंटीना की दिशा
  • हॉर्न एंटीना रेडिएशन पैटर्न
  • हॉर्न एंटीना का लाभ
  • सींग का एंटीना
  • हॉर्न एंटीना से संबंधित कुछ गणितीय समस्याएं

परिचय

एक सींग एंटीना को परिभाषित करने के लिए, हमें एंटीना की उचित परिभाषा पता होनी चाहिए। एंटेना की आईईईई मानक परिभाषा के अनुसार,

"एक एंटीना रेडियो तरंगों को विकिरण या प्राप्त करने का एक साधन है"।

हॉर्न एंटीना एपर्चर एंटीना का सबसे लोकप्रिय प्रकार है। एपर्चर एंटेना विशेष रूप से माइक्रोवेव आवृत्तियों के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। इस प्रकार के एपर्चर एंटेना का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है और किसी भी प्रकार के अलावा अन्य सबसे अलौकिक हैं।

हालांकि हॉर्न एंटेना का उपयोग 1800 के दशक में शुरू किया गया था, तेजी से आवेदन 1930 के दशक में बनाया गया था। इस समय के दौरान इन एंटेना में भी भारी संशोधन हुआ था। हॉर्न-एंटीना के डिजाइन का वर्णन करने, हॉर्न-एंटीना के विकिरण पैटर्न और विभिन्न क्षेत्रों में अनुप्रयोगों का पता लगाने के लिए कई थीसिस और शोध किए गए थे। माइक्रोवेव और वेवगाइड ट्रांसमिशन डोमेन में अनुप्रयोगों ने हॉर्न एंटेना को प्रसिद्ध बना दिया। इसीलिए हॉर्न-एंटेना की व्याख्या अक्सर माइक्रोवेव हॉर्न-एंटीना के रूप में की जाती है।

ट्रांसमिशन लाइन क्या है? यह एंटीना से कैसे संबंधित है? यहां जानिए!

हॉर्न एंटीना का उपयोग

हॉर्न-एंटेना में प्रभावशाली रेडियो खगोल विज्ञान, उपग्रह ट्रैकिंग, संचार व्यंजन और कई अन्य स्थानों के लिए फ़ीड तत्वों के रूप में प्रभावशाली अनुप्रयोग पाए गए हैं। यह परावर्तक और लेंस के लिए एक फ़ीड के रूप में उपयोग किया जाता है और चरणबद्ध सरणियों में भी उपयोग किया जाता है। इन एंटेना को विभिन्न प्रकार के एपर्चर एंटेना पर पसंद किया जाता है, क्योंकि इसकी निष्पक्ष और सीधी डिजाइन, बेहतर लाभ, बहुमुखी प्रतिभा और समग्र प्रदर्शन।

एक सींग एंटीना के तत्व

हॉर्न एंटीना विभिन्न डिजाइनों का एक गूंजने वाला पाइप होता है, जिसे बड़ा उद्घाटन करने के लिए आकार दिया जा सकता है। ऐन्टेना का समग्र प्रदर्शन दिशा, शंकु की मात्रा, प्रत्यक्षता से प्रभावित होता है।

हॉर्न एंटीना के प्रकार

ऑपरेशन के लिए हॉर्न-एंटेना के अलग-अलग रूप हैं। वो हैं -

· सेक्टोरल हॉर्न एंटीना

  • ई प्लेन
  • एच विमान

· पिरामिड हॉर्न एंटीना

हॉर्न एंटीना क्या है? | यह 3 महत्वपूर्ण पैरामीटर है
एक विशिष्ट पिरामिडल हॉर्न -एंटीना, क्रेडिट - टैक्ट्रोन इलेक्ट्रॉनिकएटीएम हॉर्न एंटेनासीसी द्वारा एसए 3.0

· शंक्वाकार हॉर्न एंटीना

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शंक्वाकार हॉर्न-एंटीना और उसके विकिरण पैटर्न; छवि क्रेडिट - मो लुइसा बेलोबोकिना लेंटेडायलेक्ट्रिकासीसी द्वारा एसए 4.0

· नालीदार सींग एंटीना

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नालीदार सींग- एंटीना; छवि क्रेडिट: Laurent06एलएनबी 2सीसी द्वारा एसए 3.0

· विकर्ण सींग का एंटीना

· सींग वाला एंटीना

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कठोर सींग एंटीना; छवि क्रेडिट -श्वार्जबेक मेस-इलेक्ट्रॉनिक, श्वार्जबेक बीबीएचए 9120 डीसीसी द्वारा एसए 3.0

· दोहरे मोड शंक्वाकार हॉर्न एंटीना

· सेप्टम हॉर्न एंटीना

· एपर्चर-सीमित हॉर्न एंटीना

हॉर्न एंटीना डिजाइन (पिरामिड हॉर्न एंटीना)

पिरामिड हॉर्न-एंटीना हॉर्न-एंटीना का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला और लोकप्रिय प्रकार है। इसे एक मानक लाभ सींग के रूप में जाना जाता है (यही कारण है कि हम वर्णन करने के लिए पिरामिड हॉर्न चुनते हैं)। पिरामिड हॉर्न का रेडिएशन पैटर्न E- और H- सेक्टोरल हॉर्न-एंटेना का संयोजन है। आइए हम पिरामिड-हॉर्न-एंटीना के डिजाइन पर चर्चा करें।

डिजाइन की प्रक्रिया

  • डिजाइनर / इंजीनियर को लाभ (G) जानना चाहिए0) का है। साथ ही, चतुर्भुज वेवगाइड (फ़ीड के रूप में प्रयुक्त) के 'ए', 'बी' के माप ज्ञात होने चाहिए।  
  • डिजाइनिंग का उद्देश्य आयामों को प्राप्त करना है जैसे - ए1, बी1,e,h, पीe, पीh। गणना को डिजाइनर को सींग-एंटीना के इष्टतम लाभ तक ले जाना चाहिए।
  • ए 1 और बी 1 का चयन भी एक निर्देशित तरीके से होना चाहिए ताकि वे इष्टतम लाभ खोजने में मदद करें, और हम डिजाइन समीकरणों को प्राप्त कर सकें।
  • हॉर्न-एंटिना सहित एपर्चर की दक्षता लगभग 50% है। अब, हम जानते हैं कि -

a1 3 XNUMX (XNUMXλρ)2)

b1 2 XNUMX (XNUMXλρ)1)

निर्देशन के रूप में दिया गया है - डी0

D0 = एem [४ [/ λ2]

Aem अधिकतम प्रभावी क्षेत्र है और इसका भौतिक क्षेत्र के साथ संबंध है (संक्षिप्त रूप में एp).

Aem =ap Ap

εap एपर्चर दक्षता है, 0 εap ≤ 1

लाभ = जी0

G0 = (1/2) * (4π / λ)2) * (ए1 b1)

या, जी0 = (2 / λ2) * 3 (XNUMXλρ)2) * 2 (XNUMXλρ)1)

या, जी0 (2π /2) * 3 (XNUMXλρ)h * 2λρe) - (1)

जैसा कि हम मानते हैं2 मैंh और ρ1 मैंe लंबे सींग-एंटेना के लिए।

अब, शारीरिक सींग को महसूस करने के लिए- एंटीना, पीe और पीh बराबर होना चाहिए।

हम जानते हैं कि,

Pe = (बी)1 - बी) [(ρe / बी1)2 - ¼]1 / 2

Ph = (ए1 - ए) [(ρh / ए1)2 - ¼]1 / 2

अब, हम नीचे के रूप में समीकरण (1) को फिर से लिख सकते हैं।

[[(2√) - बी / λ]2 (2 (-1) = [{(जी0 / 2 /) * √ (3 / 2π√χ)} - (ए / λ)]2 * [(जी02 / 6 /3χ) - 1] - (2)

कहा पे,

ρe / λ = χ और,

ρh / λ = जी02 / 8 /3χ

समीकरण (2) को सींग-एंटीना डिजाइन समीकरण के रूप में जाना जाता है।

  1. सबसे पहले, हमें, के मूल्य की गणना करनी होगी, जो लाभ के मूल्य को प्राप्त करेगा। परीक्षण मान के साथ एक पुनरावृत्त दृष्टिकोण को मूल्य with का पता लगाने के लिए माना जाता है।

) (पगडंडी) =)1 = जी0 / 2 /2π√

  1. एक बार सही मान की गणना की जाती है, का मान ρe और ρh गणना की जाती है।
  2. डिजाइन से संबंधित a1 और b1 की गणना उसके बाद की जाती है।

a1 = = (3λρ)2) √ √ (3λρ)h) = (जी)0 / 2 /) * √ (3λ / 2√)

b1 = = (2λρ)1) √ √ (2λρ)e) = 2 (XNUMXλχ)

  1. पी के मानe और पीh पर पिछले गणना कर रहे हैं.

हॉर्न एंटीना की दिशा

इससे पहले कि हम हॉर्न-एंटिना की डायरेक्टिविटी का पता लगाते हैं, आइए जानते हैं एंटीना की डायरेक्टिविटी? एक ऐन्टेना की प्रत्यक्षता को ऐन्टेना की विकिरण की तीव्रता के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है, जो सभी दिशाओं में औसत विकिरण की तीव्रता के लिए होता है। एंटीना की योग्यता के आंकड़े की गणना के लिए दिशा को एक पैरामीटर माना जाता है।

निम्नलिखित गणितीय अभिव्यक्ति प्रत्यक्षता का वर्णन करती है।

डी = यू / यू0 = 4 =U / पीरेड

जब दिशा नहीं दी जाती है, तो डिफ़ॉल्ट दिशा अधिकतम विकिरण तीव्रता की दिशा है।

Dमैक्स = डी0 = यूमैक्स / यू0 = 4 =Uमैक्स / पीरेड

यहाँ, 'D' डायरेक्टिविटी है, और इसकी कोई दिशा नहीं है क्योंकि यह एक अनुपात है। यू विकिरण की तीव्रता है। यूमैक्स अधिकतम विकिरण की तीव्रता है। यू0 आइसोट्रोपिक स्रोत की विकिरण तीव्रता है। पीरेड कुल विकीर्ण शक्ति है। इसकी इकाई वाट (डब्ल्यू) है।

जैसा कि पहले कहा गया था, सींग-एंटीना तीन प्रकार के होते हैं। सभी वर्गों के पास अलग-अलग निर्देशन है। आइए हम उन सभी पर चर्चा करें।

ई-प्लेन सेक्टोरल हॉर्न

निम्नलिखित अभिव्यक्ति ई-प्लेन हॉर्न-एंटीना की प्रत्यक्षता देती है।

DE = 4 =Uमैक्स /Pरेड = (64aXNUMX)1 * एफ (टी) | 2) / πλ बी1

कहाँ | एफ (टी) | = [सी2b1 / Λ (2λρ)1) + स2b1 / Λ (2λρ)1)]

एच-प्लेन सेक्टोरल हॉर्न

निम्नलिखित अभिव्यक्ति एच-प्लेन सेक्टोरल हॉर्न-एंटीना की प्रत्यक्षता देती है।

DH = 4 =Uमैक्स /Pरेड = [4ρbρ2 /a1 λ] * {[सी (यू) - सी (वी)]2 + [एस (यू) - एस (वी)]2}

कहा पे,

u = (1 / √2) * [{(λρ)2)/ए1 + A1/ / (Λρ2)}]

v = (1 / √2) * [{(λρ)2)/ए1 - एक1/ / (Λρ2)}]

पिरामिड हॉर्न एंटीना

पिरामिड हॉर्न- एंटीना की प्रत्यक्षता E & H प्लेन सेक्टोरल हॉर्न की डायरेक्टिविटी दोनों पर निर्भर करती है। समीकरण नीचे दिया गया है।

DP = 4 =Uमैक्स /Pरेड = [8πXNUMX1ρ2 /a1b1] * {[C (u) - C (v)]2 + [एस (यू) - एस (वी)]2} * {[सी2b1 / Λ (2λρ)1) + स2b1 / Λ (2λρ)1)]}

इसे इस प्रकार लिखा जा सकता है -

DP = [λ λ2 / 32ab] * डीEDH

हॉर्न एंटीना रेडिएशन पैटर्न

विकिरण पैटर्न किसी भी विद्युत चुम्बकीय स्रोत से रेडियो तरंगों की ताकत का कोणीय निर्भरता है। नीचे की छवि एक पिरामिड हॉर्न-एंटीना के विकिरण पैटर्न को दिखाती है।

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हॉर्न एंटीना विकिरण पैटर्न को दर्शाने वाली छवि

हॉर्न एंटीना गेन

ऐन्टेना के आइसोटोपिक रूप से विकिरणित होने पर ऐन्टेना का लाभ किसी विशेष दिशा में तीव्रता के अनुपात के रूप में संदर्भित होता है। यह ऐन्टेना के प्रदर्शन को मापने के लिए एक आवश्यक पैरामीटर है और ऐन्टेना की प्रत्यक्षता के साथ निकट संबंध है। एक हॉर्न-एंटीना का लाभ लगभग 25 डीबीआई है और रेंज आमतौर पर 10 - 20 डीबीआई है।

सींग का एंटीना

एंटीना बैंडविड्थ आउटलाइन सर्वोच्च के रिवर्स साइड पर दो मिलान बिंदुओं के बीच कोणीय दूरी है। यदि प्रक्रिया की आवृत्ति बढ़ जाती है, तो हॉर्न-एंटीना बीमवर्क कम हो जाता है।

एक व्यावहारिक हॉर्न-एंटीना की बैंडविड्थ 10: 1 से 20: 1 की सीमा में रहती है।

हॉर्न एंटीना से संबंधित कुछ गणितीय समस्याएं

1. ई-प्लेन सेक्टोरल हॉर्न-एंटीना की प्रत्यक्षता का पता लगाएं। एंटीना के लिए विवरण नीचे दिया गया है। ए = 0.5λ, बी = 0.25λ, बी1 = 6λ,1 = 6 λ

उपाय:

b1 / Λ (2λρ)1) = 6λ / √ (2λ * 6λ) = 6 / =12 = 1.73

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फ्रेसेल इंटीग्रल चार्ट का एक हिस्सा; छवि क्रेडिट - ए। वान WIJNGAARDEN और WL SCHEEN

अब, [C (1.73)]2 = (0.32)2 = 0.1024 [फ्रेसेल इंटीग्रल के चार्ट से]

और, [एस (1.73)]2 = (0.54)2 = 0.2916 [फ्रेसेल इंटीग्रल के चार्ट से]

हम जानते हैं कि, डीE = 4 =Uमैक्स /Pरेड = (64aXNUMX)1 * एफ (टी) | 2) / πλb1

कहाँ | एफ (टी) | = [सी2b1 / Λ (2λρ)1) + स2b1 / Λ (2λρ)1)]

DE = [{64 (0.5) * 6 * (0.1024 + 0.2916)} / 6 XNUMX]

या, डीE = 4.01 डीबी।

तो, दिए गए ई-प्लेन सेक्टोरल हॉर्न-एंटीना की प्रत्यक्षता 4.01 डीबी है।

2. एच-प्लेन सेक्टोरल हॉर्न-एंटीना की प्रत्यक्षता का पता लगाएं। एंटीना का विवरण नीचे दिया गया है। ए = 0.5λ, बी = 0.25λ, ए1 = 6λ,2 = 6 λ

उपाय:

हम जानते हैं कि,

u = (1 / √2) * [{(λρ)2)/ए1 + A1/ / (Λρ2)}]

v = (1 / √2) * [{(λρ)2)/ए1 - एक1/ / (Λρ2)}]

अब, यू = (1 / √2) * [{6 (6) / 6 + 6 / √ (2.02)} = = XNUMX

और, v = (1 / √2) * [{6 (6) / 6 - 6 / √ (1.44)}] = - XNUMX

फ्रेसेल इंटीग्रल का उपयोग करना,

सी (यू) = सी (2.02) = 0.48825

C (v) = C (-1.44) = -C (1.44) = - 0.54310

एस (यू) = एस (2.02) = 0.3434

S (v) = S (-1.44) = -S (1.44) = - 0.71353

हम जानते हैं कि एच-प्लेन सेक्टोरल हॉर्न- एंटीना की डायरेक्टिविटी है 

DH = 4 =Uमैक्स /Pरेड = [4ρbρ2 /a1 λ] * {[सी (यू) - सी (वी)]2 + [एस (यू) - एस (वी)]2}

या, डीH = [4 * (0.25) 6/6] * [(0.488 + 0.543)2 + (०.३४३ + ०.७१३)2]

या, डीH = (3.141) * (1.0629 + 1.1151)

या, डीH = 6.84 डीबी

तो, दिए गए एच-प्लेन सेक्टोरल हॉर्न-एंटीना की प्रत्यक्षता 6.84 डीबी है।

3. पिरामिड हॉर्न-एंटीना का डिजाइनिंग विवरण नीचे दिया गया है। ρ2 = 6λ =1 = 6λ; a = 0.5λ, b = 0.25λ; ए1 = 6λ = बी1 = 6λ; जांचें कि क्या व्यावहारिक हॉर्न-एंटीना उन विवरणों के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है। इसके अलावा, पिरामिड सींग- एंटीना की प्रत्यक्षता का पता लगाएं।

उपाय:

            अब, ρe = λ √ ([६)2+ (६ / २)2] = 6.708

            और, ρh = λ √ ([६)2+ (६ / २)2] = 6.708

हम जानते हैं कि,

Pe = (बी)1 - बी) [(ρ)e / बी1)2 - ¼]1 / 2

Ph = (ए1 - ए) [(ρh / ए1)2 - ¼]1 / 2

अब, पीe = (6λ- 0.25λ) [(6.708 / 6)2 - ¼]1 / 2 = 5.74 λ

और, पीh = (6λ- 0.5λ) [(6.708 / 6)2 - ¼]1 / 2 = 5.12 λ

जैसा कि हम देख सकते हैं, पीe P के बराबर नहीं हैh, इसलिए डिजाइन को लागू करना संभव नहीं है।

            हम जानते हैं कि पिरामिड हॉर्न-एंटीना की प्रत्यक्षता है 

DP = [λ λ2 / 32ab] * डीEDH

            अब, डीP = [32. / 0.5 * (0.25) * (6.84)] * 4.01 * XNUMX]

            [D का मानEDउनके पहले गणना की गई है]

            या, डीP = 21.54

            इसे dB मान में परिवर्तित करना, डीP = 10log21.54 = 13.33 डीबी

तो, दिए गए पिरामिड हॉर्न-एंटिना की प्रत्यक्षता 13.33 डीबी है।

सुदीप्त राय के बारे में

हॉर्न एंटीना क्या है? | यह 3 महत्वपूर्ण पैरामीटर हैमैं एक इलेक्ट्रॉनिक्स उत्साही हूं और वर्तमान में इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार के क्षेत्र में समर्पित हूं।
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