माइक्रोवेव इंजीनियरिंग | 7+ महत्वपूर्ण अनुप्रयोग | तुम्हें सिर्फ ज्ञान की आवश्यकता है

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग | 7+ महत्वपूर्ण अनुप्रयोग | तुम्हें सिर्फ ज्ञान की आवश्यकता है

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग

चर्चा के बिंदु

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग का परिचय

माइक्रोवेव फ्रीक्वेंसी रेंज आमतौर पर 100 मेगा हर्ट्ज से 1000 गीगा हर्ट्ज तक होती है। रेंज में न केवल माइक्रोवेव डोमेन, बल्कि रेडियो फ्रीक्वेंसी डोमेन भी शामिल है। विशिष्ट माइक्रोवेव डोमेन में 3 MHz से 300 GHz की आवृत्ति रेंज होती है। पत्राचार विद्युत तरंग दैर्ध्य 10 सेमी से 1 मिमी के बीच है। मिलीमीटर तरंग दैर्ध्य वाले सिग्नल को अक्सर मिलीमीटर तरंगों के रूप में संदर्भित किया जाता है। उच्च-आवृत्ति सीमा के कारण, विशिष्ट सर्किट सिद्धांत समस्याएं माइक्रोवेव इंजीनियरिंग समस्याओं को हल नहीं कर सकती हैं।

माइक्रोवेव घटक आम तौर पर वितरित तत्वों के रूप में कार्य करते हैं। घटना तब होती है जब वर्तमान और वोल्टेज चरण भिन्न होता है। कम आवृत्तियों पर, तरंग दैर्ध्य बड़ा हो जाता है। यही कारण है कि डिवाइस के आयाम में महत्वहीन चरण परिवर्तन होते हैं।

मैक्सवेल के सिद्धांत इस डोमेन में सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले प्रमेयों में से एक हैं।

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग

विमान डिटेक्टर रडार,

छवि क्रेडिट: ख़ुश हो गएराडार-हैटज़िम-1-1सीसी द्वारा एसए 3.0

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग का संक्षिप्त इतिहास

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग इंजीनियरिंग के युवा और समृद्ध क्षेत्रों में से एक है। विकास लगभग 50 साल पहले शुरू हुआ था। विभिन्न क्षेत्रों में इस डिजिटल युग में प्रगति माइक्रोवेव और आरएफ डोमेन को लाइव होने में मदद कर रही है।

सन् १८७३ में जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने विद्युतचुंबकीय सिद्धांत के मूल सिद्धांतों का प्रतिपादन किया। संयुक्त राज्य अमेरिका में, राडार सिद्धांत के अध्ययन, अनुसंधान और विकास के लिए मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में विकिरण प्रयोगशाला नामक एक अनूठी प्रयोगशाला स्थापित की गई थी। उस समय आरएफ और माइक्रोवेव के क्षेत्र में विकास के लिए विभिन्न प्रसिद्ध वैज्ञानिक - एचए बेथे, आरएच डिके, II रबी, जेएस श्विंगर और कई प्रमुख वैज्ञानिक वहां मौजूद थे।

रेडार के आविष्कार के तुरंत बाद माइक्रोवेव सिस्टम का उपयोग करने वाली संचार तकनीक विकसित होने लगी। स्थैतिक और उपग्रह संचार के लिए व्यापक बैंडविंड, माइक्रोवेव प्रौद्योगिकियों का लाइन-ऑफ-प्रॉपेग प्रोग्रेशन आवश्यक साबित हुआ है। आजकल शोध आर्थिक लघु माइक्रोवेव घटकों के विकास पर चल रहे हैं।

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वाणिज्यिक समुद्री रडार एंटीना, छवि क्रेडिट: आमद ४४घूर्णन समुद्री राडार - वेवगाइड एंटेना घूमता हैसीसी द्वारा एसए 3.0

माइक्रोवेव के गुण

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग माइक्रोवेव सिग्नल से संबंधित है। आइए माइक्रोवेव डोमेन की कुछ विशेषताओं का विश्लेषण करें। 

  1. माइक्रोवेव सिग्नल में तरंग दैर्ध्य होते हैं।
  2. आयन मंडल माइक्रोवेव को प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है।
  3. माइक्रोवेव सिग्नल कंडक्टिंग सतहों से परावर्तित होते हैं।
  4. माइक्रोवेव सिग्नल कम दूरी के भीतर आसानी से मिल जाते हैं।
  5. माइक्रोवेव संकेतों के प्रसारण के लिए केबल की एक पतली परत पर्याप्त है।

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माइक्रोवेव इंजीनियरिंग के फायदे और नुकसान

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग अपने फायदे और नुकसान दोनों के साथ आती है। उनकी चर्चा बाद के खंडों में की जाती है।

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग के लाभ

किसी अन्य डोमेन पर माइक्रोवेव के कई फायदे हैं। आइए उनमें से कुछ पर चर्चा करते हैं।

  1. माइक्रोवेव में व्यापक बैंडविड्थ है। इस प्रकार, अधिक डेटा प्रेषित किया जा सकता है। इस लाभ के लिए, पॉइंट-टू-पॉइंट संचार में माइक्रोवेव सिग्नल का उपयोग किया जाता है।
  2. माइक्रोवेव एंटेना में अधिक लाभ होता है।
  3. एंटीना का आकार कम हो जाता है क्योंकि आवृत्तियां अधिक होती हैं और तरंगदैर्ध्य कम होती है।
  4. जैसा कि एचएफ में वीएचएफ में माइक्रोवेव झूठ है, बहुत कम मात्रा में बिजली की खपत होती है।
  5. माइक्रोवेव सिग्नल रडार सिस्टम के लिए एक प्रभावी प्रतिबिंब क्षेत्र होने की अनुमति देते हैं।
  6. दृष्टि प्रसार की रेखा लुप्त होती के प्रभाव को कम करने में मदद करती है।

माइक्रोवेव के नुकसान

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग की कुछ सीमाएँ भी हैं। आइए उनमें से कुछ पर चर्चा करते हैं।

  1. माइक्रोवेव संसाधन काफी महंगे हैं। साथ ही, कई प्रकार के उपकरणों के लिए इंस्टॉलेशन चार्ज अधिक हैं।
  2. माइक्रोवेव डिवाइस और सिस्टम महत्वपूर्ण हैं और अधिक स्थान घेरते हैं। हालांकि, कम अंतरिक्ष खपत वाले उपकरणों के लिए शोध जारी है।
  3. माइक्रोवेव सिस्टम कुछ समय विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से ग्रस्त है।
  4. विद्युत शक्ति के कारण अक्षमता का कारण हो सकता है।

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग के अनुप्रयोग

माइक्रोवेव सिस्टम में उच्च आवृत्तियों और कम तरंग दैर्ध्य सर्किट विश्लेषण में कठिनाइयों का निर्माण करते हैं। लेकिन ये अनूठी विशेषताएं माइक्रोवेव सिस्टम के आवेदन के लिए अवसर प्रदान करती हैं। नीचे उल्लिखित विचार प्रथाओं के लिए उपयोगी हो सकते हैं।

  • एंटीना की एक संपत्ति है कि एंटीना का लाभ आनुपातिक रूप से एंटीना के आकार से संबंधित है। अब, उच्च परिचालन आवृत्ति के लिए, ऐन्टेना लाभ किसी दिए गए भौतिक एंटीना आकार के लिए तुलनात्मक रूप से बड़ा है। माइक्रोवेव सिस्टम को लागू करते समय इसके महत्वपूर्ण परिणाम भी होते हैं।
  • अधिक बैंडविड्थ (जो फिर से डेटा दर से सीधे संबंधित है) को उच्च आवृत्तियों पर प्राप्त किया जाता है। 1 मेगा हर्ट्ज के 500% BW का मतलब 5 मेगा हर्ट्ज है। यह 5 मेगाबाइट प्रति सेकंड के आसपास डेटा दर दे सकता है।
  • माइक्रोवेव में दृष्टि की रेखा का गुण होता है, और आयनमंडल उन्हें प्रतिबिंबित नहीं कर सकता है।
  • माइक्रोवेव संकेतों की संपत्ति में से एक, एंटेना की एक लाभ के साथ मिलकर, यह अद्वितीय और बेहतर बनाता है।
  • माइक्रोवेव फ़्रीक्वेंसी रेंज में विभिन्न प्रकार के अनुनाद जैसे आणविक, परमाणु और परमाणु होते हैं। यह बुनियादी विज्ञान, सुदूर संवेदन, चिकित्सा विज्ञान आदि में कई अनुप्रयोगों के लिए क्षेत्र खोलता है।
  1. आज की दुनिया में आरएफ और माइक्रोवेव का प्राथमिक अनुप्रयोग वायरलेस प्रौद्योगिकियों में है। प्रौद्योगिकी जैसे - वायरलेस संचार, वायरलेस नेटवर्किंग, वायरलेस सुरक्षा प्रणाली, रडार सिस्टम, मेडिकल इंजीनियरिंग, और रिमोट सेंसिंग।
    • आधुनिक समय की टेलीफोनी प्रणाली सेलुलर आवृत्ति के पुन: उपयोग की अवधारणा के साथ विकसित की गई है, जो 1947 में बेल लैब में प्रस्तावित है। लेकिन यह व्यावहारिक रूप से वर्ष 1970 में लागू किया गया था। इस बीच, वायरलेस संचार की मांग में वृद्धि हुई, और उपकरणों के लघुकरण का विकास हुआ। बाद में, विभिन्न संचार जैसे - 2G, 2.5G, 3G, 3.5G, 3.75G, 4G को माइक्रोवेव सिस्टम का उपयोग करके विकसित किया गया।
  2. उपग्रह संचार आरएफ और माइक्रोवेव प्रौद्योगिकियों पर भी निर्भर हैं। पूरी दुनिया के लिए सेलुलर डेटा, वीडियो, डेटा कनेक्शन प्रदान करने के लिए उपग्रह विकसित किए गए हैं। जीपीएस और डीबीएस जैसे छोटे उपग्रह सिस्टम शानदार काम कर रहे हैं।
  3. वायरलेस लोकल नेटवर्क या WLAN कंप्यूटर को कम दूरी के भीतर जोड़ता है और उच्च गति नेटवर्किंग प्रदान करता है। यह माइक्रोवेव का एक अनुप्रयोग भी है। डब्ल्यूएलएएन की मांग दिन-प्रतिदिन बढ़ रही है और भविष्य में भी इसकी उच्च मांग होगी।
  4. माइक्रोवेव का एक अन्य अनुप्रयोग अल्ट्रा-वाइडबैंड रेडियो है। यहां प्रसारण संकेत एक विशाल आवृत्ति बैंड लेता है, लेकिन इसमें कम शक्ति का स्तर होता है। यह अन्य प्रणालियों के साथ हस्तक्षेप से बचने के लिए एक सावधानी है।
  5. रडार और सैन्य अनुप्रयोग: रडार सिस्टम में कई अनुप्रयोग हैं रक्षा और मिलिटेंट क्षेत्र, लाभदायक और अनुसंधान आधारित क्षेत्रों में भी। रडार का उपयोग आम तौर पर हवा और जमीन में उपयोगकर्ता के क्षेत्र के अंदर किसी भी विदेशी वस्तुओं का पता लगाने और चिह्नित करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग मिसाइल मार्गदर्शन और अग्नि नियंत्रण में भी किया जाता है।
  6. वाणिज्यिक क्षेत्रों में, रडार सिस्टम का उपयोग एटीसी (वायु यातायात नियंत्रण), गति का पता लगाने (जैसे- दरवाजा खोलने और बंद करने, सुरक्षा अलार्म), वाहन टक्कर से बचाव, एक बिंदु से दूरी की माप में किया जाता है।
  7. माइक्रोवेव रेडियोमेट्री एक और अनुप्रयोग है।
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सैटेलाइट टेलीविजन के लिए माइक्रोस्ट्रिप सर्किट

छवि क्रेडिट:सतपमLNB असंतुष्टसार्वजनिक डोमेन के रूप में चिह्नित किया गया है, और अधिक विवरण विकिमीडिया कॉमन्स

माइक्रोवेव इंजीनियरिंग पर अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

1. आरएफ और माइक्रोवेव के लिए आवृत्ति रेंज क्या है?

  • उत्तर: आरएफ 30 मेगाहर्ट्ज से 300 मेगाहर्ट्ज तक, और माइक्रोवेव 300 मेगाहर्ट्ज से 300 गीगाहर्ट्ज तक होते हैं।

2. माइक्रोवेव की आवृत्ति बैंड क्या हैं?

  • उत्तर: माइक्रोवेव रेंज में 13 अलग-अलग आवृत्ति बैंड हैं। नीचे दी गई सूची उन्हें दर्शाती है।
बैंड का नामआवृत्ति की सीमातरंग दैर्ध्य की सीमा
एल बैंड1 गीगा हर्ट्ज़ - 2 गीगा हर्ट्ज़15 सेमी से 30 सेमी
डी बैंड110 गीगा हर्ट्ज़- 170 गीगा हर्ट्ज़1.8 मिमी से 2.7 मिमी
कू बैंड12 गीगा हर्ट्ज़ - 18 गीगा हर्ट्ज़16.7 मिमी से 25 मिमी
के बैंड18 गीगा हर्ट्ज़ - 26.5 गीगा हर्ट्ज़11.3 मिमी से 16.7 मिमी
एस-बैंड2 गीगा हर्ट्ज़ - 4 गीगा हर्ट्ज़7.5 सेमी से 15 सेमी
का-बैंड26.5 गीगा हर्ट्ज़ - 40 गीगा हर्ट्ज़5 मिमी से 11.3 मिमी
क्यू बैंड33 गीगा हर्ट्ज़ - 50 गीगा हर्ट्ज़6 मिमी से 9 मिमी
C बैंड4 गीगा हर्ट्ज़ - 8 गीगा हर्ट्ज़3.75 सेमी से 7.5 सेमी
यू बैंड40 गीगा हर्ट्ज़ - 60 गीगा हर्ट्ज़5 मिमी से 7.5 मिमी
वी बैंड50 गीगा हर्ट्ज़ - 75 गीगा हर्ट्ज़4 मिमी से 6 मिमी
डब्ल्यू बैंड75 गीगा हर्ट्ज़ - 110 गीगा हर्ट्ज़2.7 मिमी से 4.0 मिमी
एक्स बैंड8 गीगा हर्ट्ज़ - 12 गीगा हर्ट्ज़25 सेमी से 37.5 सेमी
एफ बैंड90 गीगा हर्ट्ज़ - 110 गीगा हर्ट्ज़2.1 मिमी से 3.3 मिमी

3. माइक्रोवेव के कुछ नुकसान का उल्लेख करें।

  • उत्तर: माइक्रोवेव इंजीनियरिंग की कुछ सीमाएँ भी हैं। आइए उनमें से कुछ पर चर्चा करते हैं।
  1. माइक्रोवेव संसाधन काफी महंगे हैं। साथ ही, कई प्रकार के उपकरणों के लिए इंस्टॉलेशन चार्ज अधिक हैं।
  2. माइक्रोवेव डिवाइस और सिस्टम महत्वपूर्ण हैं और अधिक स्थान घेरते हैं। हालांकि, कम अंतरिक्ष खपत वाले उपकरणों के लिए शोध जारी है।
  3. माइक्रोवेव सिस्टम कुछ समय विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप से ग्रस्त है।
  4. विद्युत शक्ति के कारण अक्षमता का कारण हो सकता है।

कवर छवि द्वारा: विन्डोज़स्ट्रीमाइज़ेशन

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माइक्रोवेव इंजीनियरिंग | 7+ महत्वपूर्ण अनुप्रयोग | तुम्हें सिर्फ ज्ञान की आवश्यकता हैमैं एक इलेक्ट्रॉनिक्स उत्साही हूं और वर्तमान में इलेक्ट्रॉनिक्स और संचार के क्षेत्र में समर्पित हूं।
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