एंटीना

एंटीना विशेषता, एंटीना लाभ और दिशा

एंटीना के विशेष डिजाइन के कारण, विकिरण घनत्व को एक निश्चित स्थानिक दिशा में केंद्रित किया जा सकता है। दोषरहित एंटीना प्रत्यक्षता का माप एंटीना लाभ है। इसका एंटीना की दिशा से गहरा संबंध है। दिशात्मकता के विपरीत, जो केवल एंटीना की दिशात्मक विशेषताओं का वर्णन करती है, एंटीना लाभ एंटीना की दक्षता को भी ध्यान में रखता है।

विकिरण

इसलिए, यह वास्तविक विकिरणित शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है। यह आमतौर पर ट्रांसमीटर द्वारा प्रदान की गई शक्ति से कम है। हालाँकि, क्योंकि इस शक्ति को दिशात्मकता की तुलना में मापना आसान है, ऐन्टेना लाभ का उपयोग आमतौर पर दिशात्मकता की तुलना में अधिक किया जाता है। दोषरहित ऐन्टेना पर विचार करने की धारणा के तहत, दिशात्मकता को ऐन्टेना लाभ के बराबर सेट किया जा सकता है।

विकिरण

संदर्भ एंटीना का उपयोग एंटीना लाभ को परिभाषित करने के लिए किया जाता है। ज्यादातर मामलों में, संदर्भ एंटीना एक दोषरहित कल्पित सर्वदिशात्मक रेडिएटर (आइसोट्रोपिक रेडिएटर या एंटीना) होता है जो सभी दिशाओं में समान रूप से विकिरण करता है, या एक साधारण द्विध्रुवीय एंटीना, कम से कम संदर्भित विमान में।

विकिरण

ऐन्टेना को मापने के लिए, विकिरण घनत्व (प्रति इकाई क्षेत्र शक्ति) एक निश्चित दूरी पर एक बिंदु पर निर्धारित किया जाता है और एक संदर्भ ऐन्टेना का उपयोग करके प्राप्त मूल्य के साथ तुलना की जाती है। ऐन्टेना लाभ दो विकिरण घनत्वों का अनुपात है।

विकिरण

उदाहरण के लिए, यदि एक दिशात्मक ऐन्टेना एक निश्चित स्थानिक दिशा में एक आइसोट्रोपिक ऐन्टेना की तुलना में 200 गुना विकिरण घनत्व उत्पन्न करता है, तो ऐन्टेना लाभ G का मान 200 या 23 dB है।

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एंटीना पैटर्न

एक एंटीना पैटर्न एक एंटीना द्वारा उत्सर्जित ऊर्जा के स्थानिक वितरण का एक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व है। अनुप्रयोग के आधार पर, एंटीना को केवल एक निश्चित दिशा से ही प्राप्त करना चाहिए, लेकिन अन्य दिशाओं (जैसे टीवी एंटीना, रडार एंटीना) से सिग्नल नहीं प्राप्त करना चाहिए, दूसरी ओर एक कार एंटीना को सभी संभावित दिशाओं से ट्रांसमीटर प्राप्त करने में सक्षम होना चाहिए।

विकिरण

एक ऐन्टेना विकिरण पैटर्न एक ऐन्टेना की विकिरण विशेषताओं के तत्वों का एक चित्रमय प्रतिनिधित्व है। ऐन्टेना पैटर्न आमतौर पर ऐन्टेना की दिशात्मक विशेषताओं का एक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व होता है। यह एंटीना दिशा के कार्य के रूप में ऊर्जा विकिरण की सापेक्ष तीव्रता या विद्युत या चुंबकीय क्षेत्र की ताकत की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है। एंटीना आरेख को कंप्यूटर पर सिमुलेशन प्रोग्राम द्वारा मापा या उत्पन्न किया जाता है, उदाहरण के लिए, रडार एंटीना की दिशा को ग्राफिक रूप से प्रदर्शित करने के लिए और इस प्रकार इसके प्रदर्शन का अनुमान लगाने के लिए।

विकिरण

सर्वदिशात्मक एंटेना की तुलना में, जो विमान की सभी दिशाओं में समान रूप से विकिरण करते हैं, दिशात्मक एंटेना एक दिशा का पक्ष लेते हैं और इसलिए कम संचरण शक्ति के साथ इस दिशा में लंबी दूरी हासिल करते हैं। ऐन्टेना विकिरण पैटर्न रेखांकन द्वारा माप द्वारा निर्धारित प्राथमिकताओं को चित्रित करते हैं। पारस्परिकता के कारण, एंटीना की समान संचारण और प्राप्त करने वाली विशेषताओं की गारंटी होती है। आरेख ट्रांसमिशन शक्ति के दिशात्मक वितरण को क्षेत्र की ताकत और रिसेप्शन के दौरान एंटीना की संवेदनशीलता के रूप में दिखाता है।

विकिरण

आवश्यक दिशा ऐन्टेना के लक्षित यांत्रिक और विद्युत निर्माण के माध्यम से प्राप्त की जाती है। दिशात्मकता इंगित करती है कि एक एंटीना एक निश्चित दिशा में कितनी अच्छी तरह से प्राप्त करता है या संचारित करता है। इसे अज़ीमुथ (क्षैतिज प्लॉट) और ऊंचाई (ऊर्ध्वाधर प्लॉट) के फ़ंक्शन के रूप में ग्राफिकल प्रतिनिधित्व (एंटीना पैटर्न) में दर्शाया गया है।

विकिरण

कार्टेशियन या ध्रुवीय समन्वय प्रणाली का प्रयोग करें। ग्राफ़िकल अभ्यावेदन में माप में रैखिक या लघुगणकीय मान हो सकते हैं।

विकिरण

अनेक प्रदर्शन प्रारूपों का उपयोग करें. कार्टेशियन समन्वय प्रणाली, साथ ही ध्रुवीय समन्वय प्रणाली, बहुत आम हैं। मुख्य लक्ष्य पूर्ण 360° प्रतिनिधित्व के लिए क्षैतिज रूप से (एज़िमुथ) या लंबवत (ऊंचाई) अधिकतर केवल 90 या 180 डिग्री के लिए एक प्रतिनिधि विकिरण पैटर्न दिखाना है। एंटीना से डेटा को कार्टेशियन निर्देशांक में बेहतर ढंग से दर्शाया जा सकता है। चूँकि इन आंकड़ों को तालिकाओं में भी मुद्रित किया जा सकता है, ध्रुवीय निर्देशांक में अधिक वर्णनात्मक प्रक्षेपवक्र वक्र प्रतिनिधित्व को आमतौर पर प्राथमिकता दी जाती है। कार्टेशियन समन्वय प्रणाली के विपरीत, यह सीधे दिशा को इंगित करता है।

विकिरण

हेरफेर में आसानी, पारदर्शिता और अधिकतम बहुमुखी प्रतिभा के लिए, विकिरण पैटर्न को आमतौर पर समन्वय प्रणाली के बाहरी किनारों पर सामान्यीकृत किया जाता है। इसका मतलब है कि मापा गया अधिकतम मान 0° के साथ संरेखित है और चार्ट के ऊपरी किनारे पर प्लॉट किया गया है। विकिरण पैटर्न के आगे के माप आमतौर पर इस अधिकतम मान के सापेक्ष डीबी (डेसीबल) में दिखाए जाते हैं।

विकिरण

चित्र में पैमाना भिन्न हो सकता है। आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले प्लॉटिंग स्केल तीन प्रकार के होते हैं; रैखिक, रैखिक लघुगणक और संशोधित लघुगणक। रैखिक पैमाना मुख्य विकिरण किरण पर जोर देता है और आमतौर पर सभी पार्श्व लोबों को दबा देता है क्योंकि वे आमतौर पर मुख्य लोब के एक प्रतिशत से भी कम होते हैं। हालाँकि, लीनियर-लॉग स्केल साइड लोब का अच्छी तरह से प्रतिनिधित्व करता है और इसे तब प्राथमिकता दी जाती है जब सभी साइड लोब का स्तर महत्वपूर्ण होता है। हालाँकि, यह एक ख़राब एंटीना का आभास देता है क्योंकि मुख्य लोब अपेक्षाकृत छोटा है। संशोधित लॉगरिदमिक स्केल (चित्र 4) मोड के केंद्र की ओर बहुत निम्न-स्तर (<30 डीबी) साइडलोब को संपीड़ित करते समय मुख्य बीम के आकार पर जोर देता है। इसलिए, मुख्य लोब सबसे मजबूत पार्श्व लोब से दोगुना बड़ा है, जो दृश्य प्रस्तुति के लिए फायदेमंद है। हालाँकि, प्रौद्योगिकी में प्रतिनिधित्व के इस रूप का उपयोग शायद ही कभी किया जाता है क्योंकि इससे सटीक डेटा पढ़ना मुश्किल है।

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क्षैतिज विकिरण पैटर्न

क्षैतिज एंटीना आरेख एंटीना के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र का एक योजना दृश्य है, जिसे एंटीना पर केंद्रित दो-आयामी विमान के रूप में व्यक्त किया जाता है।

इस प्रतिनिधित्व का हित केवल एंटीना की दिशा प्राप्त करना है। आमतौर पर, मान -3 डीबी भी पैमाने पर एक धराशायी सर्कल के रूप में दिया जाता है। मुख्य लोब और इस सर्कल के बीच प्रतिच्छेदन के परिणामस्वरूप एंटीना की तथाकथित आधी-शक्ति बीमविड्थ होती है। पढ़ने में आसान अन्य पैरामीटर हैं एडवांस/रिट्रीट अनुपात, यानी मुख्य लोब और अनुगामी लोब के बीच का अनुपात, और साइड लोब का आकार और दिशा।

विकिरण

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रडार एंटेना के लिए, मुख्य लोब और साइड लोब के बीच का अनुपात महत्वपूर्ण है। यह पैरामीटर सीधे रडार विरोधी हस्तक्षेप डिग्री के मूल्यांकन को प्रभावित करता है।

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ऊर्ध्वाधर विकिरण पैटर्न

ऊर्ध्वाधर पैटर्न का आकार त्रि-आयामी आकृति का ऊर्ध्वाधर क्रॉसकट है। दिखाए गए ध्रुवीय प्लॉट में (एक वृत्त का एक चौथाई), एंटीना स्थिति मूल है, एक्स-अक्ष रडार रेंज है, और वाई-अक्ष लक्ष्य ऊंचाई है। ऐन्टेना माप तकनीकों में से एक इंटरसॉफ्ट इलेक्ट्रॉनिक्स के माप उपकरण RASS-S का उपयोग करके सौर स्ट्रोबोस्कोपिक रिकॉर्डिंग है। RASS-S (साइटों के लिए रडार विश्लेषण समर्थन प्रणाली) ऑपरेटिंग परिस्थितियों में पहले से ही उपलब्ध संकेतों से जुड़कर रडार के विभिन्न तत्वों का मूल्यांकन करने के लिए एक रडार निर्माता-स्वतंत्र प्रणाली है।

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चित्र 3: सहसंयोजक वर्ग विशेषता के साथ ऊर्ध्वाधर एंटीना पैटर्न

चित्र 3 में, माप की इकाइयाँ सीमा के लिए समुद्री मील और ऊँचाई के लिए फ़ुट हैं। ऐतिहासिक कारणों से, माप की इन दो इकाइयों का उपयोग अभी भी हवाई यातायात प्रबंधन में किया जाता है। ये इकाइयाँ द्वितीयक महत्व की हैं क्योंकि अंकित विकिरण की मात्रा को सापेक्ष स्तरों के रूप में परिभाषित किया गया है। इसका मतलब यह है कि दूरदर्शिता ने रडार समीकरण की सहायता से गणना की गई (सैद्धांतिक) अधिकतम सीमा का मान प्राप्त कर लिया है।

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ग्राफ़ का आकार केवल आवश्यक जानकारी प्रदान करता है! निरपेक्ष मान प्राप्त करने के लिए आपको समान परिस्थितियों में मापे गए दूसरे प्लॉट की आवश्यकता होगी। आप दोनों ग्राफ़ की तुलना कर सकते हैं और एंटीना के प्रदर्शन में अत्यधिक वृद्धि या कमी का एहसास कर सकते हैं।

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रेडियल ऊंचाई कोणों के लिए मार्कर हैं, यहां आधे-डिग्री चरणों में। x- और y-अक्षों (कई फीट बनाम कई समुद्री मील) की असमान स्केलिंग के परिणामस्वरूप ऊंचाई मार्करों के बीच गैर-रेखीय अंतर होता है। ऊंचाई को एक रैखिक ग्रिड पैटर्न के रूप में प्रदर्शित किया जाता है। दूसरा (धराशायी) ग्रिड पृथ्वी की वक्रता पर उन्मुख है।

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ऐन्टेना आरेखों के त्रि-आयामी निरूपण अधिकतर कंप्यूटर-जनित छवियां हैं। अधिकांश समय वे सिमुलेशन कार्यक्रमों द्वारा उत्पन्न होते हैं और उनके मूल्य आश्चर्यजनक रूप से वास्तविक मापा भूखंडों के करीब होते हैं। एक सच्चा माप मानचित्र तैयार करने का मतलब एक बड़ा माप प्रयास है, क्योंकि छवि का प्रत्येक पिक्सेल अपने स्वयं के माप मूल्य का प्रतिनिधित्व करता है।

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एक मोटर वाहन पर रडार एंटीना से कार्टेशियन निर्देशांक में एंटीना पैटर्न का त्रि-आयामी प्रतिनिधित्व।
(शक्ति पूर्ण स्तरों में दी गई है! इसलिए, अधिकांश एंटीना माप कार्यक्रम इस प्रतिनिधित्व के लिए एक समझौता चुनते हैं। एंटीना के माध्यम से आरेख के केवल ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज भागों को वास्तविक माप के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

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अन्य सभी पिक्सेल की गणना ऊर्ध्वाधर प्लॉट के संपूर्ण माप वक्र को क्षैतिज प्लॉट के एकल माप से गुणा करके की जाती है। आवश्यक कंप्यूटिंग शक्ति बहुत अधिक है। प्रस्तुतियों में मनभावन प्रतिनिधित्व के अलावा, इसका लाभ संदिग्ध है, क्योंकि दो अलग-अलग प्लॉट (क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर एंटीना प्लॉट) की तुलना में इस प्रतिनिधित्व से कोई नई जानकारी प्राप्त नहीं की जा सकती है। इसके विपरीत: विशेष रूप से परिधीय क्षेत्रों में, इस समझौते से उत्पन्न ग्राफ़ वास्तविकता से काफी भिन्न होने चाहिए।

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इसके अतिरिक्त, 3डी प्लॉट को कार्टेशियन और ध्रुवीय निर्देशांक में दर्शाया जा सकता है।

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रडार एंटीना की बीमविड्थ को आमतौर पर आधी-शक्ति बीमविड्थ के रूप में समझा जाता है। शिखर विकिरण की तीव्रता माप की एक श्रृंखला में पाई जाती है (मुख्य रूप से एक एनेकोइक कक्ष में) और फिर शिखर के दोनों ओर स्थित बिंदु, जो आधी शक्ति तक बढ़ाई गई चरम तीव्रता का प्रतिनिधित्व करते हैं। अर्ध-शक्ति बिंदुओं के बीच की कोणीय दूरी को बीमविड्थ के रूप में परिभाषित किया गया है। [1] डेसिबल में आधी शक्ति -3 डीबी है, इसलिए आधी शक्ति बीमडब्ल्यू है

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