मोनोपोल एंटीना: डिजाइन, कार्य, प्रकार और इसके अनुप्रयोग

'गुग्लिल्मो मार्कोनी' नामक एक रेडियो अग्रणी ने 1895 में एक मोनोपोल एंटीना का आविष्कार किया और रेडियो संचार में अपने पहले ऐतिहासिक प्रयोगों के दौरान वर्ष 1896 में पेटेंट कराया। इसलिए इस एंटीना को मारकोनी एंटीना के नाम से भी जाना जाता है। यह एक का आधा है द्विध्रुवीय एंटीना एक कंडक्टिंग ग्राउंड प्लेन के ऊपर व्यवस्थित। तो क्वार्टर-वेव मोनोपोल एंटीना सबसे आम प्रकार है जहां यह एंटीना लगभग 1/4 रेडियो तरंगों की तरंग दैर्ध्य है। इन एंटेना इंटरनेट नेटवर्क और मोबाइल संचार में उपयोग किया जाता है। तो यह लेख एक के अवलोकन पर चर्चा करता है मोनोपोल एंटीना - अनुप्रयोगों के साथ काम करना।

मोनोपोल एंटीना परिभाषा

एक प्रकार का रेडियो ऐन्टेना जिसमें एक सीधी छड़ के आकार का कंडक्टर शामिल होता है जो एक जमीनी तल के ऊपर लंबवत रूप से लगा होता है, एक मोनोपोल ऐन्टेना के रूप में जाना जाता है। यह एंटीना एक साधारण और सिंगल-वायर एंटीना है, जिसका मुख्य रूप से सिग्नल भेजने और प्राप्त करने दोनों के लिए उपयोग किया जाता है, इसलिए वायरलेस संचार प्रणालियों में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

एक मोनोपोल एंटीना में, कंडक्टर रॉड मुख्य रूप से रेडियो तरंगों के लिए एक खुले गुंजयमान यंत्र की तरह काम करता है और इसकी लंबाई के माध्यम से वोल्टेज और वर्तमान तरंगों को खड़ा करके दोलन करता है। ऐन्टेना की लंबाई केवल वांछित रेडियो तरंग तरंग दैर्ध्य के आधार पर निर्धारित की जाती है। मोनोपोल एंटीना फ्रीक्वेंसी रेंज 1.7- 2 गीगाहर्ट्ज से है, जिसमें 3.7 डीबीआई औसत लाभ है।

मोनोपोल एंटीना डिजाइन

एक मोनोपोल एंटीना एक डीपोल एंटीना का आधा (आधा) होता है जो लगभग किसी प्रकार के ग्राउंड प्लेन के शीर्ष पर लगाया जाता है। तो, यह एंटीना नीचे दिखाए गए अनुसार 'एल' लंबाई के साथ एक अनंत ग्राउंड प्लेन पर लगाया गया है। इमेज थ्योरी के अनुसार, ग्राउंड प्लेन पर फील्ड्स को मुक्त स्थान के भीतर ऐन्टेना के माध्यम से पाया जा सकता है जो दूसरे आरेख में दिखाया गया है। यह सिर्फ एक द्विध्रुव ऐन्टेना है जिसमें दो बार एक मोनोपोल ऐन्टेना का L (लंबाई) है।

पहले चित्र में, भू-तल पर खेत, खेतों के बराबर हैं। इस आंकड़े के भीतर जमीनी तल के नीचे मोनोपोल एंटीना के क्षेत्र शून्य हैं। मोनोपोल एंटीना की डायरेक्टिविटी सीधे एक डीपोल एंटीना से संबंधित होती है। यदि 2L लंबाई के साथ एक द्विध्रुव एंटीना की दिशा D1 है, तो मोनोपोल एंटीना की लंबाई 'L' के साथ D1+3 होगी, जिसका अर्थ है, मोनोपोल एंटीना की दिशा द्विध्रुवीय एंटीना की दिशा से दोगुनी है। इसका मुख्य कारण सिर्फ इतना है कि जमीनी तल के नीचे कोई विकिरण नहीं होता है; इस प्रकार, ऐन्टेना कुशलता से 'निर्देश' के रूप में दोगुना हो जाता है।

मोनोपोल एंटीना कार्य सिद्धांत

मोनोपोल एंटीना का कार्य सिद्धांत है; जब बिजली एक मोनोपोल को खिलाई जाती है तो यह सभी दिशाओं में समान रूप से विकीर्ण होती है, जिस पर यह माउंटेड ग्राउंड प्लेन के ऊपर एंटीना की लंबाई तक लंबवत होती है। इस एंटीना का विकिरण पैटर्न सर्वदिशात्मक है, इसलिए यह एंटीना के समकोण पर सभी दिशाओं में समान शक्ति के साथ विकिरण करता है। ऐन्टेना से निकलने वाली शक्ति ऐन्टेना की धुरी पर शिखर पर शून्य से गिरने वाले विकिरण के माध्यम से उन्नयन कोण के साथ बदलती है।

मोनोपोल एंटीना विकिरण पैटर्न

विकिरण पैटर्न ऐन्टेना के वेवफ्रंट उत्सर्जन या इसकी ताकत को निर्दिष्ट करने के लिए रिसेप्शन का प्रतिनिधित्व है ताकि ऐन्टेना के कार्य और दिशा को आसानी से पहचाना जा सके।

जब एंटीना से शक्ति उत्सर्जित होती है तो इसका प्रभाव दूर और निकट क्षेत्र के क्षेत्रों पर पड़ता है। रेडिएशन पैटर्न को ग्राफिक रूप से किसी भी एंटीना से कोणीय स्थिति और रेडियल दूरी फ़ंक्शन के रूप में प्लॉट किया जा सकता है। मोनोपोल एंटीना का विकिरण पैटर्न नीचे दिखाया गया है।

मोनोपोल ऐन्टेना का विकिरण पैटर्न सर्वदिशात्मक है, इसलिए यह सभी दिशाओं में समान शक्ति का उत्सर्जन करता है जो मोनोपोल ऐन्टेना के लंबवत हैं। ऐन्टेना की विकीर्ण शक्ति ऐन्टेना की धुरी पर चरम पर शून्य से ड्रॉपिंग-ऑफ विकिरण द्वारा उन्नयन कोण के साथ बदलती है। यह ध्रुवीकृत रेडियो तरंगों को लंबवत रूप से विकीर्ण करता है।

उपरोक्त आरेख में, अलग-अलग लंबाई वाले तीन मोनोपोल ऐन्टेना ग्राफ़ के ऊर्ध्वाधर विकिरण पैटर्न पूरी तरह से संचालित जमीन के ऊपर लगाए गए हैं।

किसी भी ऊंचाई कोण पर स्रोत से रेखा की रेडियल दूरी उस ऊंचाई पर विकिरणित शक्ति घनत्व के समानुपाती होती है। रेडियल अक्ष को शक्ति घनत्व के भीतर समायोजित किया जाता है जो एक चौथाई तरंग मोनोपोल और डेसिबल-आइसोट्रोपिक के सापेक्ष होता है। तो, 0.25λ नीले रंग के क्वार्टर-वेव मोनोपोल वेव में एक मॉडल है जो एक द्विध्रुवीय एंटीना पैटर्न के उच्च आधे के बराबर है। 0.5λ हरे रंग का आधा तरंग मोनोपोल क्षैतिज दिशाओं में अधिक शक्ति का विकिरण करता है। मोनोपोल ऐन्टेना का उच्चतम क्षैतिज विकिरण केवल 0.625λ के साथ लाल रंग की तरंग की लंबाई पर प्राप्त किया जा सकता है।

ऊपर 0.5λ अर्ध-तरंग दैर्ध्य लंबाई पर विकिरण पैटर्न आकाश में निर्देशित एक दूसरे शंक्वाकार लोब के माध्यम से दो पालियों में अलग हो जाता है। 0.625λ पर उच्चतम होता है, क्योंकि उच्च कोणों पर, दो लोबों का रिवर्स चरण विकिरण ऊर्ध्वाधर लोब में अधिक शक्ति को संपीड़ित करता है।

मोनोपोल एंटीना प्रकार

व्हिप, हेलिकल, रबर डकी रैंडम वायर, छाता, मास्ट रेडिएटर, इनवर्टेड-एल, टी-एंटीना, ग्राउंड प्लेन, फोल्डेड यूनिपोल और इनवर्टेड-एफ जैसे विभिन्न प्रकार के मोनोपोल एंटेना हैं जिनकी चर्चा नीचे की गई है।

व्हिप एंटीना

व्हिप एंटीना एक प्रकार का मोनोपोल एंटीना है और यह बहुत लचीला होता है ताकि यह आसानी से फटे नहीं। इस एंटीना का नाम व्हिप जैसी गति से लिया गया था जो एक बार डिस्टर्ब होने पर प्रदर्शित होती है। इस एंटीना में बस एक सीधी लचीली रॉड या तार शामिल होता है और इस एंटीना का निचला हिस्सा रेडियो ट्रांसमीटर या रिसीवर से जुड़ा होता है।

पोर्टेबल रेडियो के लिए, इन एंटेना को अक्सर इंटरलॉकिंग टेलीस्कोपिंग धातु ट्यूबों के एक सेट के साथ डिज़ाइन किया जाता है, इस प्रकार उपयोग में नहीं होने पर उन्हें वापस खींच लिया जा सकता है। लंबे चाबुक को मुख्य रूप से वाहनों और संरचनाओं पर माउंट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो एक लचीली फाइबरग्लास रॉड के साथ लगभग एक वायर कोर के साथ डिज़ाइन किए गए हैं और 11 मीटर तक लंबे हो सकते हैं। इस ऐन्टेना की सही लंबाई रेडियो तरंगों की तरंग दैर्ध्य के माध्यम से निर्धारित की जा सकती है।

ये एचएफ, यूएचएफ और वीएचएफ रेडियो बैंड में सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले मोनोपोल एंटेना हैं। ये बड़े पैमाने पर एफएम रेडियो, कॉर्डलेस फोन, हैंड-हेल्ड रेडियो, वाई-फाई-सक्षम डिवाइस, वॉकी-टॉकी और बूम बॉक्स के लिए उपयोग किए जाते हैं। ये कार रेडियो के लिए वाहनों के साथ-साथ वाहनों और विमानों के लिए 2-वे रेडियो से जुड़े हैं।

पेचदार एंटीना

एक पेचदार ऐन्टेना में कम से कम एक या उससे अधिक संवाहक तार शामिल होते हैं जो एक हेलिक्स रूप में घायल हो जाते हैं। जब एक पेचदार ऐन्टेना को एक पेचदार तार के साथ डिज़ाइन किया जाता है तो इस एंटीना को मोनोफ़िलर के रूप में जाना जाता है जबकि हेलिक्स के भीतर कम से कम 2 या 4 तारों के साथ डिज़ाइन किए गए एंटेना को क्वाड्रिफ़िलर / बाइफ़िलर कहा जाता है। इसके बारे में अधिक जानने के लिए कृपया इस लिंक को देखें - पेचदार एंटीना .

रैंडम वायर एंटीना

एक यादृच्छिक तार एंटीना में एक लंबा तार शामिल होता है जो जमीन पर निलंबित होता है जहां तार सीधे होता है या हवा में पर्याप्त तार प्राप्त करने के लिए दीवारों या पेड़ों के बीच आगे और पीछे लटकाया जा सकता है। ऐन्टेना संरचना में भारी परिवर्तनशीलता के कारण, दक्षता एक फिक्स से दूसरे में बदल सकती है।

रैंडम वायर एंटेना का उपयोग शॉर्ट वेव, मीडियम वेव और लॉन्ग वेव बैंड पर एंटेना प्राप्त करने के रूप में बड़े पैमाने पर किया जाता है, और इन एंटेना का उपयोग इन बैंडों पर मुख्य रूप से आपातकालीन या अस्थायी ट्रांसमिटिंग स्टेशनों, छोटे आउटडोर और उन जगहों पर किया जाता है जहां अधिक स्थायी एंटेना नहीं हो सकते हैं। लगाया जाना।

रबर डकी एंटीना

रबर डकी एंटीना एक छोटा मोनोपोल एंटीना है जो बेस-लोडेड व्हिप एंटीना के रूप में काफी काम करता है। इस ऐन्टेना में ऐन्टेना की सुरक्षा के लिए एक प्लास्टिक या रबर जैकेट के भीतर बंद एक संकीर्ण हेलिक्स के आकार का स्प्रिंगदार तार शामिल होता है। ये एंटेना मुख्य रूप से यूएचएफ और वीएचएफ आवृत्तियों पर आसान हैंडहेल्ड रेडियो उपकरण के भीतर उपयोग किए जाते हैं।

इन एंटेना का उपयोग विभिन्न पोर्टेबल रेडियो उपकरणों जैसे वॉकी-टॉकी, स्कैनर पोर्टेबल ट्रांसीवर में किया जाता है और जहां सुरक्षा और मजबूती विद्युत चुम्बकीय प्रदर्शन से ऊपर प्राथमिकता लेती है। यह एंटीना बहुत लचीला है और हैंडहेल्ड ऑपरेशन के लिए उपयुक्त है, खासकर जब पूर्व कठोर टेलीस्कोपिंग प्रकार के एंटेना की तुलना में बेल्ट पर पहना जाता है।

मस्त रेडिएटर

मास्ट रेडिएटर एक प्रकार का मोनोपोल एंटीना है। यह एक रेडिएटिंग टावर या रेडियो मास्ट है जहां धातु संरचना सक्रिय होती है और एंटीना के रूप में काम करती है। यह आमतौर पर एमएफ और एलएफ बैंड के भीतर कम आवृत्तियों पर कार्य करने वाले एंटेना को प्रसारित करने के लिए उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से एएम रेडियो प्रसारण स्टेशनों के लिए उपयोग किया जाता है। इस एंटीना का आधार आम तौर पर इसे जमीन से बचाने के लिए एक गैर-प्रवाहकीय समर्थन पर लगाया जाता है।

छाता एंटीना

एक छाता एंटीना एक तार मोनोपोल एंटीना है जिसे एलएफ, एमएफ और मुख्य रूप से वीएलएफ बैंड में 1 मेगाहर्ट्ज के तहत एंटेना को पर्याप्त रूप से कम आवृत्तियों पर प्रसारित करने के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है जो कि पूर्ण आकार के क्वार्टर-वेव मोनोपोल एंटीना बनाने के लिए अक्षम या अव्यावहारिक है। प्रत्येक रेडियल तार का बाहरी सिरा एंटीना के शिखर से नीचे की ओर झुका हुआ होता है और पृथ्वी से जुड़े एक इन्सुलेटर के माध्यम से एक सहायक रस्सी से जुड़ा होता है। रेडियल तार इस एंटीना को वायर फ्रेम के साथ विशाल छाता बना देंगे।

टी-एंटीना

एक टी-एंटीना एक मोनोपोल रेडियो एंटीना है जिसे फ्लैट-टॉप या टी-एरियल एंटीना के रूप में भी जाना जाता है। इस एंटीना में एक या ऊपर के क्षैतिज तार शामिल होते हैं जो दो रेडियो मास्ट के बीच संतुलित होते हैं अन्यथा भवन और उनसे सिरों पर संरक्षित होते हैं। एक क्षैतिज तार बस क्षैतिज तारों के बीच से जुड़ा होता है, जमीन के बहुत करीब लटका होता है, और ट्रांसमीटर (या) रिसीवर से जुड़ा होता है। टी-एंटेना आमतौर पर एमएफ, एलएफ, वीएलएफ और शॉर्टवेव बैंड में उपयोग किए जाते हैं। ये एंटेना मुख्य रूप से शौकिया रेडियो स्टेशनों, मध्यम तरंग और लंबी तरंग AM प्रसारण स्टेशनों के लिए मुख्य रूप से संचारण एंटेना के रूप में उपयोग किए जाते हैं। शॉर्टवेव सुनने के लिए, इन एंटेना को एंटेना प्राप्त करने के रूप में उपयोग किया जाता है।

मुड़ा हुआ यूनिपोल एंटीना

यह एक प्रकार का मोनोपोल मास्ट रेडिएटर एंटीना है जो मुख्य रूप से एएम रेडियो प्रसारण स्टेशनों के लिए मध्यम तरंग बैंड के भीतर ट्रांसमिटिंग एंटीना के रूप में उपयोग किया जाता है। इस ऐन्टेना में मुख्य रूप से इसके ग्राउंडिंग सिस्टम से जुड़ी एक मस्तूल या ऊर्ध्वाधर धातु की छड़ शामिल होती है जिसमें दबे हुए तार शामिल होते हैं। मस्तूल केवल ऊर्ध्वाधर तारों से घिरा होता है जो मस्तूल के शिखर पर विद्युत रूप से जुड़े होते हैं। ये तार मस्तूल के आधार के करीब एक धातु की अंगूठी से जुड़े होते हैं और ट्रांसमीटर से फीड लाइन की फीडिंग शक्ति रिंग और जमीन के बीच जुड़ी होती है। जब भी कोई एएम रेडियो स्टेशन एफएम प्रसारण एंटेना जैसे अन्य एंटेना के साथ एक टावर साझा करता है तो यह एंटीना सबसे अच्छा विकल्प होता है।

उलटा-एफ एंटीना

एक इनवर्टेड-एफ एंटीना का उपयोग ज्यादातर वायरलेस संचार के भीतर माइक्रोवेव और यूएचएफ आवृत्तियों पर किया जाता है। इसमें एक मोनोपोल एंटीना शामिल है जो ग्राउंड प्लेन के समानांतर चलता है और एक सिरे पर ग्राउंडेड होता है। इस एंटीना को ग्राउंडेड एंड की दूरी से एक मध्य बिंदु से फीड किया जाता है। यह एंटीना अधिक कॉम्पैक्ट है, जिससे यह कुशलता से शक्ति का उत्सर्जन कर सकता है, आदि। इन एंटेना का व्यापक रूप से वायरलेस कॉम्पैक्ट हैंड-हेल्ड डिवाइस में उपयोग किया जाता है। ये टेलीमेट्री अनुप्रयोगों के भीतर सैन्य परीक्षण रेंज में उपयोग कर रहे हैं।

मोनोपोल एंटीना बनाम डिपोल एंटीना

मोनोपोल एंटीना और डीपोल एंटीना के बीच अंतर पर नीचे चर्चा की गई है।

फायदे और नुकसान

मोनोपोल एंटीना लाभ निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• मोनोपोल एंटेना बनाने और स्थापित करने के लिए बहुत आसान हैं
• ये बीहड़ हैं और बनाने में महंगे नहीं हैं।
• इस ऐन्टेना की अधिकांश आवृत्ति रेंज के ऊपर काफी उच्च प्रतिक्रियाशील प्रतिबाधा है।
• जब यह एंटीना लंबा हो जाता है और ग्राउंड लॉस कम हो जाता है, तो एंटीना की दक्षता बेहतर हो जाती है।
• एक ऊर्ध्वाधर प्रकार का मोनोपोल ऐन्टेना तरंग दैर्ध्य के 2/3 से कम किसी भी आवृत्ति के लिए उपयोग किया जाता है।
• ये सरल सर्वदिशात्मक एंटेना हैं जो एक दूसरे के ऊपर लगे व्हील एंटेना की एक सरणी की तुलना में कम जगह का उपयोग करते हैं।
• ये एंटेना एंटीना के शीर्ष पर लंबवत को छोड़कर किसी भी पथ के भीतर संचार को संभालते हैं।
• कम लागत, कम प्रोफ़ाइल, सरल निर्माण, कम वजन और अन्य सक्रिय उपकरणों के साथ संयोजन जैसे कई लाभों के कारण मुद्रित मोनोपोल एंटेना का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

मोनोपोल एंटीना के नुकसान निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इसमें सभी दिशाओं में खराब विकिरण होता है क्योंकि सभी दिशाओं में समान रूप से विकिरण होता है।
• ये महंगे हैं।
• सिग्नल परावर्तन धातु की वस्तुओं और जमीन के कारण हो सकता है, इसलिए आपको लंबवत और क्षैतिज रूप से ध्रुवीकृत सिग्नल मिल सकते हैं।
• इस एंटीना में ग्राउंड प्लेन के लिए आवश्यक डिजाइन और आकार की बाधाएं अक्सर प्रतिबंधात्मक होती हैं।
• इस एंटीना का रेडिएशन पैटर्न मुख्य रूप से ग्राउंड प्लेन की दिशा पर निर्भर करता है।

अनुप्रयोग

मोनोपोल एंटेन के उपयोग/अनुप्रयोग एई में निम्नलिखित शामिल हैं।

• मोनोपोल एंटेना का उपयोग विभिन्न क्षेत्रों जैसे अंतरिक्ष विज्ञान, रडार प्रौद्योगिकी, बायोमेडिकल, अनुसंधान आदि में किया जाता है।
• मोनोपोल को अक्सर अनुनाद एंटीना के रूप में उपयोग किया जाता है जहां इस एंटीना की रॉड एक खुले अनुनादक के रूप में काम करती है, विशेष रूप से रेडियो तरंगों के लिए और इसकी लंबाई के माध्यम से वर्तमान और वोल्टेज की स्थायी तरंगों के माध्यम से उतार-चढ़ाव करती है। तो, ऐन्टेना की लंबाई केवल पसंदीदा रेडियो तरंगों की तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित की जाती है।
• वायरलेस संचार प्रणालियों में इस प्रकार के एंटेना का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
• लो-प्रोफाइल पेंटागोनल मॉडल वाला एक मोनोपोल एंटीना पहनने योग्य अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन और उपयोग किया जाता है।
• इस एंटीना का व्यापक रूप से ऑटोमोबाइल, पोर्टेबल एएम या एफएम रेडियो आदि में उपयोग किया जाता है
• डुअल-बैंड, मल्टी-बैंड और यूडब्ल्यूबी (अल्ट्रा-वाइडबैंड) अनुप्रयोगों में एक बहुत ही कुशल, कम लागत और कम प्रोफ़ाइल आधारित मोनोपोल एंटीना का उपयोग किया जाता है।

इस प्रकार, यह है एक मोनोपोल एंटीना का अवलोकन - काम कर रहा है, अनुप्रयोगों के साथ प्रकार। मोनोपोल एंटीना विशेषताओं मुख्य रूप से ग्राउंड प्लेन और रेडिएटर ज्यामिति पर निर्भर करता है। कम लागत, कम प्रोफ़ाइल, हल्के, आसान निर्माण और अन्य सक्रिय उपकरणों के माध्यम से संयोजन जैसे कई लाभों के कारण अंतरिक्ष विज्ञान, रडार प्रौद्योगिकी, वायरलेस संचार प्रणाली और बायोमेडिकल अनुसंधान जैसे विभिन्न क्षेत्रों में इन एंटेना का बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता है। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, एक द्विध्रुवीय एंटीना क्या है?