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एंटीना का मूल सिद्धांत

एंटीना का मूल सिद्धांत यह है कि उच्च-आवृत्ति धाराएं इसके चारों ओर बदलते विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं।मैक्सवेल के विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के सिद्धांत के अनुसार, "विद्युत क्षेत्र बदलने से चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, और चुंबकीय क्षेत्र बदलने से विद्युत क्षेत्र उत्पन्न होता है"।जैसे-जैसे उत्तेजना जारी रहती है, वायरलेस सिग्नल प्रसार का एहसास होता है।

लाभ गुणांक

ऐन्टेना की कुल इनपुट शक्ति के अनुपात को ऐन्टेना का अधिकतम लाभ गुणांक कहा जाता है।यह ऐन्टेना की दिशात्मकता गुणांक की तुलना में ऐन्टेना की कुल आरएफ शक्ति के प्रभावी उपयोग का अधिक व्यापक प्रतिबिंब है।और डेसिबल में व्यक्त किया जाता है.यह गणितीय रूप से सिद्ध किया जा सकता है कि एंटीना का अधिकतम लाभ गुणांक एंटीना दिशात्मकता गुणांक और एंटीना दक्षता के उत्पाद के बराबर है।

एंटीना की दक्षता

यह ऐन्टेना द्वारा उत्सर्जित शक्ति (अर्थात, वह शक्ति जो विद्युत चुम्बकीय तरंग भाग को प्रभावी ढंग से परिवर्तित करती है) और ऐन्टेना के सक्रिय पावर इनपुट का अनुपात है।यह हमेशा 1 से कम होता है.

ऐन्टेना ध्रुवीकरण तरंग

विद्युत चुम्बकीय तरंग अंतरिक्ष में यात्रा करती है, यदि विद्युत क्षेत्र वेक्टर की दिशा निश्चित नियम के अनुसार स्थिर या घूमती रहती है, तो इसे ध्रुवीकरण तरंग कहा जाता था, जिसे एंटीना ध्रुवीकरण तरंग या ध्रुवीकृत तरंग भी कहा जाता है।आमतौर पर इसे समतल ध्रुवीकरण (क्षैतिज ध्रुवीकरण और ऊर्ध्वाधर ध्रुवीकरण सहित), गोलाकार ध्रुवीकरण और अण्डाकार ध्रुवीकरण में विभाजित किया जा सकता है।

ध्रुवीकरण की दिशा

ध्रुवीकृत विद्युत चुम्बकीय तरंग के विद्युत क्षेत्र की दिशा को ध्रुवीकरण दिशा कहा जाता है।

ध्रुवीकरण सतह

ध्रुवीकरण दिशा और ध्रुवीकृत विद्युत चुम्बकीय तरंग के प्रसार दिशा से बने विमान को ध्रुवीकरण विमान कहा जाता है।

ऊर्ध्वाधर ध्रुवीकरण

रेडियो तरंगों का ध्रुवीकरण, प्रायः पृथ्वी को मानक सतह मानकर।वह ध्रुवीकरण तरंग जिसकी ध्रुवीकरण सतह पृथ्वी के सामान्य तल (ऊर्ध्वाधर तल) के समानांतर होती है, ऊर्ध्वाधर ध्रुवीकरण तरंग कहलाती है।इसके विद्युत क्षेत्र की दिशा पृथ्वी के लंबवत् है।

क्षैतिज ध्रुवीकरण

ध्रुवीकरण तरंग जो पृथ्वी की सामान्य सतह के लंबवत होती है, क्षैतिज ध्रुवीकरण तरंग कहलाती है।इसके विद्युत क्षेत्र की दिशा पृथ्वी के समानांतर है।

ध्रुवीकरण का तल

यदि विद्युत चुम्बकीय तरंग की ध्रुवीकरण दिशा एक निश्चित दिशा में रहती है, तो इसे समतल ध्रुवीकरण कहा जाता है, जिसे रैखिक ध्रुवीकरण भी कहा जाता है।समतल ध्रुवीकरण पृथ्वी के समानांतर (क्षैतिज घटक) और पृथ्वी की सतह के लंबवत विद्युत क्षेत्र के घटकों में प्राप्त किया जा सकता है, जिनके स्थानिक आयामों में मनमाना सापेक्ष परिमाण होता है।ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज ध्रुवीकरण दोनों समतल ध्रुवीकरण के विशेष मामले हैं।

वृत्ताकार ध्रुवीकरण

जब रेडियो तरंगों के ध्रुवीकरण तल और भूगणितीय सामान्य तल के बीच का कोण समय-समय पर 0 से 360° तक बदलता है, अर्थात, विद्युत क्षेत्र का आकार अपरिवर्तित रहता है, दिशा समय के साथ बदलती है, और विद्युत क्षेत्र वेक्टर के अंत का प्रक्षेपवक्र प्रसार दिशा के लंबवत समतल पर एक वृत्त के रूप में प्रक्षेपित किया जाता है, इसे वृत्ताकार ध्रुवीकरण कहा जाता है।वृत्ताकार ध्रुवीकरण तब प्राप्त किया जा सकता है जब विद्युत क्षेत्र के क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर घटकों में समान आयाम और चरण अंतर 90° या 270° हों।वृत्ताकार ध्रुवीकरण, यदि ध्रुवीकरण की सतह समय के साथ घूमती है और विद्युत चुम्बकीय तरंग प्रसार दिशा के साथ एक सही सर्पिल संबंध रखती है, तो इसे सही वृत्ताकार ध्रुवीकरण कहा जाता है;इसके विपरीत, यदि बाएँ सर्पिल संबंध, बाएँ वृत्ताकार ध्रुवीकरण कहा जाता है।

अण्डाकार ध्रुवीकृत

यदि रेडियो तरंग ध्रुवीकरण विमान और जियोडेटिक सामान्य विमान के बीच का कोण समय-समय पर 0 से 2π तक बदलता है, और विद्युत क्षेत्र वेक्टर के अंत का प्रक्षेपवक्र प्रसार दिशा के लंबवत विमान पर एक दीर्घवृत्त के रूप में प्रक्षेपित होता है, तो इसे अण्डाकार कहा जाता है ध्रुवीकरण।जब विद्युत क्षेत्र के ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज घटकों के आयाम और चरण में मनमाना मान होते हैं (सिवाय जब दो घटक समान होते हैं), तो अण्डाकार ध्रुवीकरण प्राप्त किया जा सकता है।

लंबी तरंग एंटीना, मध्यम तरंग एंटीना

यह लंबे और मध्यम तरंग बैंड में काम करने वाले एंटेना को प्रसारित करने या प्राप्त करने के लिए एक सामान्य शब्द है।लंबी और मध्यम तरंगें जमीनी तरंगों और आकाश तरंगों के रूप में फैलती हैं, जो आयनमंडल और पृथ्वी के बीच लगातार परावर्तित होती हैं।इस प्रसार विशेषता के अनुसार, लंबी और मध्यम तरंग एंटेना लंबवत ध्रुवीकृत तरंगों का उत्पादन करने में सक्षम होना चाहिए।लंबे और मध्यम तरंग एंटीना में, ऊर्ध्वाधर प्रकार, उलटा एल प्रकार, टी प्रकार और छाता प्रकार ऊर्ध्वाधर ग्राउंड एंटीना का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।लंबे और मध्यम तरंग वाले एंटेना का ग्राउंड नेटवर्क अच्छा होना चाहिए।लंबी और मध्यम तरंग एंटीना में कई तकनीकी समस्याएं होती हैं, जैसे छोटी प्रभावी ऊंचाई, कम विकिरण प्रतिरोध, कम दक्षता, संकीर्ण पास बैंड और छोटी दिशात्मकता गुणांक।इन समस्याओं को हल करने के लिए, ऐन्टेना संरचना अक्सर बहुत जटिल और बहुत बड़ी होती है।

शॉर्टवेव एंटीना

शॉर्ट वेव बैंड में काम करने वाले ट्रांसमिटिंग या रिसीविंग एंटेना को सामूहिक रूप से शॉर्ट वेव एंटेना कहा जाता है।शॉर्ट वेव मुख्य रूप से आयनमंडल द्वारा परावर्तित आकाश तरंग द्वारा प्रसारित होती है और आधुनिक लंबी दूरी के रेडियो संचार के महत्वपूर्ण साधनों में से एक है।शॉर्टवेव एंटीना के कई रूप हैं, जिनमें से सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है सममित एंटीना, इन-फेज क्षैतिज एंटीना, डबल वेव एंटीना, कोणीय एंटीना, वी-आकार का एंटीना, रोम्बस एंटीना, फिशबोन एंटीना इत्यादि।लॉन्ग-वेव एंटीना की तुलना में, शॉर्ट-वेव एंटीना में उच्च प्रभावी ऊंचाई, उच्च विकिरण प्रतिरोध, उच्च दक्षता, बेहतर दिशात्मकता, उच्च लाभ और व्यापक पासबैंड के फायदे हैं।

अल्ट्राशॉर्ट वेव एंटीना

अल्ट्राशॉर्ट वेव बैंड में काम करने वाले ट्रांसमिटिंग और रिसीविंग एंटेना को अल्ट्राशॉर्ट वेव एंटेना कहा जाता है।अल्ट्राशॉर्ट तरंगें मुख्य रूप से अंतरिक्ष तरंगों द्वारा यात्रा करती हैं।इस प्रकार के एंटीना के कई रूप हैं, जिनमें से सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला याकी एंटीना, डिश कॉनिकल एंटीना, डबल कॉनिकल एंटीना, "बैट विंग" टीवी ट्रांसमिटिंग एंटीना इत्यादि हैं।

माइक्रोवेव एंटीना

मीटर तरंग, डेसीमीटर तरंग, सेंटीमीटर तरंग और मिलीमीटर तरंग के तरंग बैंड में काम करने वाले संचारण या प्राप्त करने वाले एंटेना को सामूहिक रूप से माइक्रोवेव एंटेना कहा जाता है।माइक्रोवेव मुख्य रूप से अंतरिक्ष तरंग प्रसार पर निर्भर करता है, संचार दूरी बढ़ाने के लिए एंटीना को ऊंचा स्थापित किया जाता है।माइक्रोवेव एंटीना में, व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला पैराबोलॉइड एंटीना, हॉर्न पैराबोलॉइड एंटीना, हॉर्न एंटीना, लेंस एंटीना, स्लॉटेड एंटीना, डाइइलेक्ट्रिक एंटीना, पेरिस्कोप एंटीना इत्यादि।

दिशात्मक एंटीना

डायरेक्शनल एंटीना एक प्रकार का एंटीना होता है जो एक या कई विशिष्ट दिशाओं में विशेष रूप से तीव्रता से विद्युत चुम्बकीय तरंगों को प्रसारित और प्राप्त करता है, जबकि अन्य दिशाओं में विद्युत चुम्बकीय तरंगों को संचारित और प्राप्त करता है जो शून्य या बहुत छोटी होती है।दिशात्मक संचारण एंटीना का उपयोग करने का उद्देश्य विकिरण शक्ति के प्रभावी उपयोग को बढ़ाना और गोपनीयता को बढ़ाना है।दिशात्मक प्राप्त एंटीना का उपयोग करने का मुख्य उद्देश्य हस्तक्षेप-विरोधी क्षमता को बढ़ाना है।

गैर दिशात्मक एंटीना

वह एंटीना जो सभी दिशाओं में समान रूप से विद्युत चुम्बकीय तरंग उत्सर्जित या प्राप्त करता है, उसे गैर-दिशात्मक एंटीना कहा जाता है, जैसे छोटे संचार मशीन में उपयोग किया जाने वाला व्हिप एंटीना आदि।

वाइड बैंड एंटीना

एक ऐन्टेना जिसकी दिशात्मकता, प्रतिबाधा और ध्रुवीकरण गुण एक विस्तृत बैंड पर लगभग स्थिर रहते हैं, एक वाइडबैंड ऐन्टेना कहलाता है।प्रारंभिक वाइडबैंड एंटीना में रोम्बस एंटीना, वी एंटीना, डबल वेव एंटीना, डिस्क कोन एंटीना आदि होते हैं, नए वाइडबैंड एंटीना में लॉगरिदमिक अवधि एंटीना आदि होते हैं।

एंटीना ट्यूनिंग

एक एंटीना जिसमें केवल एक बहुत ही संकीर्ण आवृत्ति बैंड में पूर्व निर्धारित दिशात्मकता होती है उसे ट्यून्ड एंटीना या ट्यून्ड दिशात्मक एंटीना कहा जाता है।आमतौर पर, एक ट्यून किए गए एंटीना की दिशात्मकता उसकी ट्यूनिंग आवृत्ति के पास बैंड के केवल 5 प्रतिशत तक स्थिर रहती है, जबकि अन्य आवृत्तियों पर दिशात्मकता इतनी बदल जाती है कि संचार बाधित हो जाता है।ट्यून किए गए एंटेना परिवर्तनीय आवृत्तियों के साथ शॉर्ट-वेव संचार के लिए उपयुक्त नहीं हैं।समान - चरण क्षैतिज एंटीना, मुड़ा हुआ एंटीना और ज़िगज़ैग एंटीना सभी ट्यून किए गए एंटीना हैं।

लंबवत एंटीना

वर्टिकल एंटीना से तात्पर्य जमीन पर लंबवत रखे गए एंटीना से है।इसमें सममित और असममित रूप हैं, और बाद वाला अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।सममित ऊर्ध्वाधर एंटेना आमतौर पर केंद्र से जुड़े होते हैं।असममित ऊर्ध्वाधर एंटीना एंटीना के नीचे और जमीन के बीच फ़ीड करता है, और इसकी अधिकतम विकिरण दिशा जमीन की दिशा में केंद्रित होती है जब ऊंचाई 1/2 तरंग दैर्ध्य से कम होती है, इसलिए यह प्रसारण के लिए उपयुक्त है।असममित ऊर्ध्वाधर एंटीना को ऊर्ध्वाधर ग्राउंड एंटीना भी कहा जाता है।

एल एंटीना डालो

एक क्षैतिज तार के एक सिरे पर एक ऊर्ध्वाधर लीड को जोड़कर बनाया गया एंटीना।इसका आकार अंग्रेजी के अक्षर L जैसा उल्टा होने के कारण इसे उल्टा L एंटीना कहा जाता है।रूसी अक्षर का γ अंग्रेजी अक्षर का उलटा L है।इसलिए, γ प्रकार का एंटीना अधिक सुविधाजनक है।यह लंबवत ग्राउंडेड एंटीना का एक रूप है।ऐन्टेना की दक्षता में सुधार करने के लिए, इसके क्षैतिज भाग को एक ही क्षैतिज तल पर व्यवस्थित कई तारों से बनाया जा सकता है, और इस भाग द्वारा उत्पन्न विकिरण को नजरअंदाज किया जा सकता है, जबकि ऊर्ध्वाधर भाग द्वारा उत्पन्न विकिरण को नजरअंदाज किया जा सकता है।उल्टे एल एंटेना का उपयोग आम तौर पर लंबी तरंग संचार के लिए किया जाता है।इसके फायदे सरल संरचना और सुविधाजनक निर्माण हैं;नुकसान बड़े पदचिह्न, खराब स्थायित्व हैं।

टी एंटीना

क्षैतिज तार के केंद्र में एक ऊर्ध्वाधर लीड जुड़ा होता है, जिसका आकार अंग्रेजी अक्षर T जैसा होता है, इसलिए इसे T-एंटीना कहा जाता है।यह लंबवत ग्राउंडेड एंटीना का सबसे आम प्रकार है।विकिरण का क्षैतिज भाग नगण्य होता है, ऊर्ध्वाधर भाग से विकिरण उत्पन्न होता है।दक्षता में सुधार के लिए, क्षैतिज खंड को एक से अधिक तारों से भी बनाया जा सकता है।टी-आकार के एंटीना में उल्टे एल-आकार के एंटीना के समान विशेषताएं हैं।इसका उपयोग आम तौर पर लंबी तरंग और मध्यम तरंग संचार के लिए किया जाता है।

छाता एंटीना

एक ही ऊर्ध्वाधर तार के शीर्ष पर, कई झुके हुए कंडक्टरों को सभी दिशाओं में नीचे की ओर ले जाया जाता है, ताकि एंटीना का आकार एक खुली छतरी जैसा हो, इसलिए इसे छाता एंटीना कहा जाता है।यह भी लंबवत ग्राउंडेड एंटीना का ही एक रूप है।इसकी विशेषताएँ और उपयोग उल्टे एल- और टी-आकार के एंटेना के समान हैं।

व्हिप एंटीना

व्हिप एंटीना एक लचीला ऊर्ध्वाधर रॉड एंटीना है, जिसकी लंबाई आम तौर पर 1/4 या 1/2 तरंग दैर्ध्य होती है।अधिकांश व्हिप एंटेना ग्राउंड वायर के बजाय नेट का उपयोग करते हैं।छोटे व्हिप एंटेना अक्सर ग्राउंड नेटवर्क के रूप में एक छोटे रेडियो स्टेशन के धातु खोल का उपयोग करते हैं।कभी-कभी व्हिप एंटीना की प्रभावी ऊंचाई बढ़ाने के लिए, व्हिप एंटीना के शीर्ष पर कुछ छोटे स्पोक ब्लेड जोड़े जा सकते हैं या व्हिप एंटीना के मध्य सिरे पर इंडक्टेंस जोड़ा जा सकता है।व्हिप एंटीना का उपयोग छोटी संचार मशीन, चैट मशीन, कार रेडियो आदि के लिए किया जा सकता है।

सममित ऐन्टेना

समान लंबाई के दो तार, केंद्र से काटे गए और एक फ़ीड से जुड़े हुए, का उपयोग ट्रांसमिटिंग और प्राप्त करने वाले एंटेना के रूप में किया जा सकता है, ऐसे एंटीना को सममित एंटीना कहा जाता है।क्योंकि एंटेना को कभी-कभी ऑसिलेटर कहा जाता है, सममित एंटेना को सममित ऑसिलेटर या द्विध्रुवीय एंटेना भी कहा जाता है।आधे तरंग दैर्ध्य की कुल लंबाई वाले एक सममित थरथरानवाला को अर्ध-तरंग थरथरानवाला कहा जाता है, जिसे अर्ध-तरंग द्विध्रुवीय एंटीना के रूप में भी जाना जाता है।यह सबसे बुनियादी तत्व एंटीना है और सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।कई जटिल एंटेना इससे बने होते हैं।अर्ध-तरंग थरथरानवाला में सरल संरचना और सुविधाजनक फीडिंग होती है।निकट क्षेत्र संचार में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

पिंजरे का एंटीना

यह एक वाइड बैंड कमजोर दिशात्मक एंटीना है।यह एक सममित एंटीना में एकल तार विकिरण निकाय के बजाय कई तारों से घिरा हुआ एक खोखला सिलेंडर होता है, क्योंकि विकिरण निकाय पिंजरे के आकार का होता है, इसे पिंजरे वाला एंटीना कहा जाता है।केज एंटीना का ऑपरेटिंग बैंड चौड़ा और ट्यून करने में आसान है।यह निकट सीमा ट्रंक लाइन संचार के लिए उपयुक्त है।

हॉर्न एंटीना

यह एक प्रकार का सममित एंटीना होता है, लेकिन इसकी दोनों भुजाएं एक सीधी रेखा में न होकर 90° या 120° के कोण में व्यवस्थित होती हैं, जिसे कोणीय एंटीना कहा जाता है।इस प्रकार का एंटीना आम तौर पर क्षैतिज उपकरण होता है, इसकी दिशात्मकता महत्वपूर्ण नहीं होती है।वाइड बैंड विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए, कोणीय एंटीना की दोनों भुजाएं पिंजरे की संरचना को भी अपना सकती हैं, जिसे कोणीय पिंजरे एंटीना कहा जाता है।

एंटीना के बराबर है

ऑसिलेटर्स को समानांतर सममित एंटेना में मोड़ना एक मुड़ा हुआ एंटीना कहलाता है।डबल-तार परिवर्तित एंटीना, तीन-तार परिवर्तित एंटीना और बहु-तार परिवर्तित एंटीना के कई रूप हैं।झुकते समय, प्रत्येक रेखा पर संबंधित बिंदु पर धारा समान चरण में होनी चाहिए।दूर से देखने पर पूरा एंटीना एक सममित एंटीना जैसा दिखता है।लेकिन सममित एंटीना की तुलना में, परिवर्तित एंटीना का विकिरण बढ़ जाता है।फीडर के साथ युग्मन की सुविधा के लिए इनपुट प्रतिबाधा बढ़ जाती है।मुड़ा हुआ एंटीना एक संकीर्ण ऑपरेटिंग आवृत्ति वाला ट्यून्ड एंटीना है।इसका व्यापक रूप से शॉर्ट वेव और अल्ट्राशॉर्ट वेव बैंड में उपयोग किया जाता है।

वी एंटीना

एक एंटीना जिसमें अक्षर V के आकार में एक दूसरे से कोण पर दो तार होते हैं। टर्मिनल को एंटीना की विशेषता प्रतिबाधा के बराबर प्रतिरोध के साथ खुला या जोड़ा जा सकता है।वी-आकार का एंटीना यूनिडायरेक्शनल है और अधिकतम संचारण दिशा कोण रेखा के साथ ऊर्ध्वाधर विमान में है।इसके नुकसान कम दक्षता और बड़े पदचिह्न हैं।

समचतुर्भुज एंटीना

यह एक वाइड बैंड एंटीना है.इसमें चार खंभों पर लटका हुआ एक क्षैतिज हीरा होता है, जिनमें से एक हीरा तीव्र कोण पर फीडर से जुड़ा होता है, और दूसरा हीरे के एंटीना की विशेषता प्रतिबाधा के बराबर टर्मिनल प्रतिरोध से जुड़ा होता है।यह ऊर्ध्वाधर तल में टर्मिनल प्रतिरोध की दिशा की ओर इशारा करते हुए यूनिडायरेक्शनल है।

रोम्बस एंटीना के फायदे उच्च लाभ, मजबूत दिशात्मकता, विस्तृत बैंड, स्थापित करने और बनाए रखने में आसान हैं;नुकसान बड़ा पदचिह्न है.रॉमबॉइड एंटीना विकृत होने के बाद, डबल रॉमबॉइड एंटीना के तीन रूप होते हैं, उत्तर रॉमबॉइड एंटीना और फोल्ड रॉमबॉइड एंटीना।रोम्बस एंटीना का उपयोग आमतौर पर मध्यम और बड़े शॉर्ट वेव रिसीवर स्टेशनों में किया जाता है।

डिश कोन एंटीना

यह एक अल्ट्राशॉर्ट वेव एंटीना है।शीर्ष एक डिस्क (विकिरण निकाय) है, जो समाक्षीय रेखा की मूल रेखा द्वारा पोषित है, और नीचे एक शंकु है, जो समाक्षीय रेखा के बाहरी कंडक्टर से जुड़ा है।शंकु का प्रभाव अनंत भूमि के समान होता है।शंकु के झुकाव कोण को बदलने से एंटीना की अधिकतम विकिरण दिशा बदल सकती है।इसमें अत्यंत विस्तृत आवृत्ति बैंड है।