तार एंटीना: डिजाइन, कार्य, प्रकार और इसके अनुप्रयोग

ऐन्टेना एक धातु का उपकरण है, जिसका उपयोग रेडियो विद्युत चुम्बकीय संकेतों को प्रसारित करने और प्राप्त करने के लिए किया जाता है, जहाँ ये संकेत कुछ सूचनाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। रेडियो मुख्य रूप से वायरलेस संचार के लिए माइक्रोवेव और रेडियो सिग्नल दोनों को प्रसारित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। आम तौर पर, एंटेना विभिन्न आकारों और आकारों में उपलब्ध होते हैं। एंटेना का उपयोग करने के कई कारण हैं, लेकिन मुख्य कारण सिग्नल या डेटा संचारित करने का आसान तरीका प्रदान करना है। वह अलग अलग है एंटेना के प्रकार जैसे उपलब्ध है यागी उदय , एपर्चर, परावर्तक, तार एंटीना, और बहुत कुछ। यह लेख एंटीना के प्रकारों में से एक पर चर्चा करता है तार एंटीना - अनुप्रयोगों के साथ काम करना।

तार एंटीना परिभाषा

एक तार एंटीना एक प्रकार का रेडियो एंटीना होता है जिसमें जमीन पर लटका हुआ एक लंबा तार शामिल होता है। ऐन्टेना में तार संकेतों को उठाता है और उन्हें आगे विकीर्ण करता है। इस एंटीना में वायर एंटीना की लंबाई का उसके वेवलेंथ से कोई संबंध नहीं होता है। सिग्नल भेजने या प्राप्त करने के लिए एंटीना के ट्यूनर के माध्यम से तार बस ट्रांसमीटर या रिसीवर से जुड़ा होता है। इन एंटेनाओं को स्थापना और सुवाह्यता में आसानी के कारण जाना जाता है। तार एंटीना आरेख नीचे दिखाया गया है।

तार एंटीना डिजाइन

लंबे तारों वाले एंटेना का निर्माण सरल है क्योंकि इस तार एंटीना की लंबाई λ/2 की गुणक है। आम तौर पर, λ/2 या λ/4 लंबाई वाले एंटेना को जाना जाता है आधा तरंग द्विध्रुवीय एंटीना . लेकिन एक एंटीना जिसकी लंबाई λ/2 से अधिक होती है, उसे a के रूप में जाना जाता है लंबे तार एंटीना . तो एक लंबे तार वाले एंटीना की लंबाई को आधे तरंग दैर्ध्य के गुणक के रूप में माना जाता है। इसलिए, एक लंबे तार के साथ ऐन्टेना की लंबाई (L = n λ/2) के रूप में दी गई है।

इन तारों को लंबवत या क्षैतिज रूप से व्यवस्थित किया जाता है, लेकिन दिशा कभी-कभी जमीन से संबंधित टेढ़ी होती है। इस एंटीना के लिए बाहरी उत्तेजना पूरे फ़ीड लाइनों में प्रदान की जाती है जहां फ़ीड लाइन अंत में, केंद्र या तार की लंबाई के बीच में कहीं भी प्रदान की जाती है।

यहाँ तार एंटीना के ध्रुवीकरण को जमीन के संबंध में एंटीना की दिशा द्वारा दिखाया गया है। फ़ीड बिंदु की स्थिति पालि की दिशा का प्रतिनिधित्व करती है। इस सरल तार ऐन्टेना निर्माण में, एक साधारण संवाहक तार संचारण और प्राप्त करने वाले स्टेशनों के बीच अंत से अंत तक जुड़ा हुआ है। तो, दो छोरों के बीच सीधा लंबा तार कनेक्शन ट्रांसमिटिंग स्टेशन से सिग्नल की अनुमति देगा और सिग्नल को विकीर्ण करेगा ताकि इसे शेष छोर पर प्राप्त किया जा सके।

वायर एंटीना कैसे काम करता है?

लंबे तार वाला ऐन्टेना कई अर्ध-तरंग द्विध्रुवों का संयोजन होता है; इसलिए, इसका संचालन सिद्धांत अर्ध-तरंग द्विध्रुव एंटीना के समान है। तो इन एंटेना की लंबाई आधी तरंग दैर्ध्य की तुलना में अधिक होती है। इसलिए, जब एक लंबे संवाहक तार को केवल इनपुट वोल्टेज द्वारा उत्तेजित किया जाता है, तो बाद में आवेश वाहक लागू सिग्नल के आधे के आधार पर प्रवाहित होंगे। यदि सिग्नल का पहला भाग लागू किया जाता है, तो आवेश वाहक आकर्षक बल का अनुभव करेंगे जबकि यदि ऋणात्मक अर्ध चक्र का उपयोग किया जाता है, तो आवेश वाहक प्रतिकर्षण का अनुभव करेंगे। अतः इस आवेश वाहक की चालक में संचयी क्रिया एक अस्थिर विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करती है। इसलिए लंबे तार एंटीना के माध्यम से दूसरे छोर पर इस तरह से सिग्नल विकीर्ण होता है।

लंबे तार वाला एंटीना आधा तरंग दैर्ध्य की तुलना में अधिक लंबा होता है। जब लॉन्ग वायर एंटीना की लंबाई बढ़ाई जाएगी तो डायरेक्टिविटी भी बेहतर होगी। यह एक लंबे तार वाले एंटीना के मामले में उल्लेखनीय है; ऑपरेशन की सबसे कम आवृत्ति के लिए, आमतौर पर लंबाई को आधा तरंग दैर्ध्य माना जाता है और अंत में बाहरी फीडिंग प्रदान की जाती है।

तार एंटीना प्रकार

इन एंटेना को विभिन्न प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है और प्रत्येक प्रकार की चर्चा नीचे की गई है।

लघु द्विध्रुवीय एंटीना

एक तार ऐन्टेना का सरल रूप एक छोटा द्विध्रुव ऐन्टेना है। यह एक खुला सर्किट है जहां केंद्र के भीतर सिग्नल या डेटा फीड किया जाता है। इस एंटीना में, 'शॉर्ट' शब्द एंटीना के आकार को संदर्भित नहीं करता है, लेकिन मूल रूप से, यह सापेक्ष तरंग दैर्ध्य है। इस एंटीना के दो सिरे होते हैं जहां एक सिरा खुला-परिचालित होता है और शेष सिरा एक एसी स्रोत द्वारा खिलाया जाता है। इस एंटीना की फ्रीक्वेंसी रेंज 3KHz - 30MHz से होती है, इसलिए इसका इस्तेमाल ज्यादातर लो-फ्रीक्वेंसी रिसीवर्स में किया जाता है।

डिपोल एंटीना

द्विध्रुवीय एंटीना आरएफ एंटीना के सबसे महत्वपूर्ण रूपों में से एक है जिसमें एक विद्युत प्रवाहकीय तार शामिल होता है अन्यथा अधिकतम पसंदीदा तरंग दैर्ध्य की लंबाई का आधा हिस्सा होता है। तार या रॉड को केंद्र में एक इन्सुलेटर के माध्यम से विभाजित किया जाता है जहां केंद्र में प्रत्येक छोर सामान्य रूप से एक समाक्षीय केबल के लिए बलून के माध्यम से फीड लाइन से जुड़ा होता है।

इन एंटेना का व्यापक रूप से विभिन्न रेडियो संचार में उपयोग किया जाता है। यह एंटीना डिजाइन करने में बहुत सरल है और यह आरएफ स्पेक्ट्रम के उच्च-आवृत्ति, बहुत उच्च-आवृत्ति और अति उच्च-आवृत्ति वर्गों पर संचालित होता है। अधिक जानने के लिए कृपया इस लिंक को देखें डिपोल एंटीना .

लूप एंटीना

एक लूप एंटीना एक प्रकार का तार एंटीना है जो अन्य एंटेना की तुलना में अधिक कुशलता से रेडियो सिग्नल प्राप्त करता है। इन्हें अन्य एंटेना की तुलना में अधिक कुशल एंटेना माना जाता है क्योंकि वे कम बिजली का उपयोग करते हैं और आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला (300 मेगाहर्ट्ज से 3 गीगाहर्ट्ज) के साथ काम करते हैं। इस एंटीना का प्रदर्शन मुख्य रूप से डिज़ाइन, प्लेसमेंट इत्यादि जैसे विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है।

लूप एंटेना में, तारों के मुड़ने से वृत्ताकार, त्रिकोणीय, आयताकार और अण्डाकार जैसे विभिन्न आकार बन सकते हैं। ये एंटेना बहुत सरल, बहुमुखी और सस्ती हैं, इसलिए ट्रांसमीटर स्थिति का पता लगाने के लिए RFID उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोग किया जाता है, UHF ट्रांसमीटर के रूप में उपयोग किया जाता है, रेडियो रिसीवर के भीतर HF तरंगें प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, आदि।

हाफ-वेव डिपोल एंटीना

एक प्रकार का द्विध्रुवीय ऐन्टेना जहां ऑपरेटिंग आवृत्ति पर द्विध्रुवीय लंबाई इसकी तरंग दैर्ध्य का आधा है, आधा तरंग द्विध्रुवीय एंटीना कहलाता है। यह एक बहुत प्रसिद्ध द्विध्रुवीय एंटीना है जिसे कभी-कभी हर्ट्ज़ एंटीना के रूप में भी जाना जाता है।

इस एंटीना में ट्रांसमिशन और रिसेप्शन अनुप्रयोगों के लिए एक सरल अनुनाद संरचना है। ये सभी एंटीना आकार में मूल तत्व हैं क्योंकि ये एंटेना विभिन्न जटिल एंटेना डिजाइन करने में मदद करते हैं। इस एंटीना की ऑपरेटिंग फ्रीक्वेंसी रेंज 3 kHz - 300 GHz के बीच है।

अर्ध-तरंग द्विध्रुव एंटेना मुख्य रूप से रेडियो और टीवी रिसीवर में उपयोग किए जाते हैं। जब इन एंटेना का उपयोग दूसरे प्रकार के एंटीना के साथ किया जाता है तो यह एक उत्कृष्ट प्रदर्शन दिखाता है।

मुड़ा हुआ द्विध्रुवीय एंटीना

एक मुड़ा हुआ द्विध्रुवीय एंटीना एक प्रकार का एंटीना होता है जिसमें दो कंडक्टर शामिल होते हैं। ये कंडक्टर बस दो तरफ से जुड़े होते हैं और एक बेलनाकार बंद रूप को आकार देने के लिए मुड़े होते हैं। द्विध्रुव की लंबाई तरंगदैर्घ्य की आधी होती है। इस प्रकार, इसे आधा तरंग-मुड़ा हुआ द्विध्रुवीय एंटीना के रूप में जाना जाता है। इस मुड़े हुए द्विध्रुवीय एंटीना की आवृत्ति सीमा 3 KHz से 300 GHz तक होती है और यह टीवी रिसीवर द्वारा सबसे अधिक बार उपयोग की जाती है।

मोनोपोल एंटीना

एक मोनोपोल ऐन्टेना एक रेडियो ट्रांसमिशन ऐन्टेना है जिसमें एक एकल कंडक्टर शामिल होता है जो आमतौर पर एक वोल्टेज स्रोत के माध्यम से ऐन्टेना के आधार पर खिलाया जाता है। यह एंटीना एक बहुत ही सरल और सिंगल-वायर एंटीना है जो सामान्य रूप से लंबवत रूप से लगाया जाता है और सामान्य रूप से सिग्नल भेजने और प्राप्त करने दोनों के लिए उपयोग किया जाता है। इसलिए इनका उपयोग प्रसारण या संचार उद्देश्यों के लिए किया जाता है। मोनोपोल एंटेना निचले आरएफआईडी बैंड (2.2 से 2.6 गीगाहर्ट्ज), मध्यम आरएफआईडी बैंड (5.3- से 6.8 गीगाहर्ट्ज), और ऊपरी आरएफआईडी बैंड (8.7 से 9.5 गीगाहर्ट्ज) पर काम करते हैं।

पेचदार एंटीना

एक पेचदार एंटीना एक प्रकार का तार एंटीना होता है जिसे हेलिक्स एंटीना के रूप में भी जाना जाता है क्योंकि इस एंटीना का आकार हेलिक्स होता है। इस एंटीना की फ्रीक्वेंसी रेंज लगभग 30MHz - 3GHz है। तो यह पेचदार एंटीना VHF और UHF की रेंज में काम करता है।

एक पेचदार एंटीना का उपयोग VHF संकेतों को प्रसारित करने और प्राप्त करने के लिए किया जाता है, उपग्रह और अंतरिक्ष जांच संचार के लिए उपयोग किया जाता है, और रेडियो खगोल विज्ञान के लिए, यह चंद्रमा और पृथ्वी के बीच संचार स्थापित करता है। अधिक जानने के लिए कृपया इस लिंक को देखें पेचदार एंटीना .

ब्रॉडबैंड डिपोल्स

ब्रॉडबैंड द्विध्रुवीय एंटीना एक प्रकार का तार एंटीना है जो मुख्य रूप से लघु से मध्यम श्रेणी के सर्किट के लिए उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदान करता है। कम आवृत्तियों पर कम दूरी के संचार-आधारित सर्किट के लिए, इस एंटीना के विकिरण पैटर्न में उच्च टेक-ऑफ कोण होता है। इसी तरह, उच्च आवृत्तियों पर मध्यम-श्रेणी के संचार-आधारित सर्किट के लिए, इस एंटीना के विकिरण पैटर्न में कम टेक-ऑफ कोण होते हैं।

तिपतिया घास एंटीना

क्लोवरलीफ़ एंटीना एक प्रकार का तार एंटीना है जो गोलाकार रूप से ध्रुवीकृत होता है और इस एंटीना का विकिरण पैटर्न द्विध्रुवीय एंटीना के समान होता है। इस एंटीना में मुख्य रूप से न्यूनतम 3 या 4 फ्रेम शामिल होते हैं जो समानांतर में जुड़े होते हैं और गोलाकार ध्रुवीकरण प्राप्त करने के लिए एक विशेष तरीके से मुड़ भी जाते हैं।

तार एंटीना का लाभ

एंटीना लाभ सैद्धांतिक एंटीना की तुलना में किसी भी दिशा में कम या अधिक उत्सर्जन करने के लिए एंटीना की क्षमता है। यह लाभ केवल इंगित करता है कि एक ऐन्टेना किसी विशेष दिशा में सिग्नल को कितना मजबूत संचारित या प्राप्त कर सकता है। तार एंटीना का लाभ है;

लघु द्विध्रुव के लिए यह 1.5 (1.76 dBi) और के लिए है

अर्ध तरंग द्विध्रुव, यह 1.64 (2.15 dBi) तक बढ़ रहा है। अधिक जानने के लिए यहां क्लिक करें एंटीना लाभ।

फायदे और नुकसान

तार एंटीना के लाभ निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इस एंटीना का निर्माण सरल है
• ये एंटेना संतोषजनक लाभ और दिशा प्रदान करते हैं।
• इन एंटेना में तेज दिशात्मक पैटर्न होते हैं।
• ये महंगे नहीं हैं।
• कम लंबवत कोणों पर, यह केवल विकिरण पर केंद्रित होता है
• वे आवृत्ति की किसी भी सीमा पर विकिरण करते हैं जिसके लिए उनकी कुल लंबाई λ/2 से कम नहीं है।

तार एंटीना के नुकसान निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• कम आवृत्तियों पर, द्विध्रुवीय एंटीना बड़े आकार का प्रदर्शन करता है।
• लूप एंटेना का लाभ कम होता है, उन्हें ट्यून करना मुश्किल होता है और वे बेहद संकीर्ण बैंड होते हैं।
• पेचदार एंटेना का आकार भारी होता है और वे बहुत आसानी से पास की वस्तुओं से डी-ट्यून हो जाते हैं।
• बेहतर परिणाम प्राप्त करने के लिए तार एंटेना को उपयुक्त मिलान प्रणाली की आवश्यकता होती है।
• इन एंटेना को एक मैचिंग सिस्टम या ट्यूनर यूनिट की जरूरत होती है।

अनुप्रयोग

तार एंटीना के आवेदन निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• वायर एंटेना का व्यापक रूप से शॉर्ट वेव, मीडियम वेव और लॉन्ग वेव बैंड पर एंटेना प्राप्त करने के रूप में उपयोग किया जाता है।
• इन एंटेना का उपयोग उनकी सरल संरचना के कारण पॉइंट-टू-पॉइंट लंबी दूरी की संचार में किया जाता है।
• इन एंटेना का उपयोग जहाजों, अंतरिक्ष यान, इमारतों, ऑटोमोबाइल, उपग्रहों, मिसाइलों, माइक्रोवेव संचार और बहुत अधिक लाभ वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है।

इस प्रकार, यह तार का अवलोकन है एंटीना - काम कर रहा है अनुप्रयोगों के साथ। तार एंटीना उदाहरण हैं; डिपोल एंटीना, हेलिक्स एंटीना, मोनोपोल एंटीना और लूप एंटीना। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, एंटीना का कार्य क्या है?