इनव्हर्टेड व्ही अँटेना म्हणजे काय?
इन्व्हर्टेड व्ही अँटेना हा सेंटर-फेड डायपोल अँटेनाचा एक व्यावहारिक प्रकार आहे. दोन रेडिएटिंग घटकांना एका सरळ आडव्या रेषेत मांडण्याऐवजी, फीड पॉईंट सर्वात उंच ठिकाणी उचलला जातो, तर अँटेनाचे दोन्ही बाहू जमिनीच्या दिशेने खाली उतरते.
बाजूने पाहिल्यास, ही रचना उलटे 'V' अक्षरासारखी दिसते, ज्यामुळे या अँटेनाला त्याचे नाव मिळाले आहे. या रचनेमुळे आडव्या स्थापनेची जागा कमी होते आणि सामान्यतः फक्त एका मध्यवर्ती आधार खांबाची आवश्यकता असते, ज्यामुळे एचएफ कम्युनिकेशन, क्षेत्रीय तैनाती, रेडिओ मॉनिटरिंग आणि ज्या ठिकाणी जागा किंवा आधारभूत संरचना मर्यादित आहेत अशा स्थापनेसाठी हे आकर्षक ठरते.
जरी इन्व्हर्टेड व्ही अँटेना सामान्यतः ३-३० मेगाहर्ट्झ एचएफ बँडशी संबंधित असले तरी, त्यांची ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी एका निश्चित फ्रिक्वेन्सी रेंजऐवजी इलेक्ट्रिकल लांबीद्वारे निर्धारित केली जाते. हीच मूलभूत रचना इतर आरएफ अनुप्रयोगांसाठी स्केल किंवा सुधारित केली जाऊ शकते.
संरचना आणि कार्यप्रणाली
एका सामान्य इन्व्हर्टेड व्ही अँटेनामध्ये अंदाजे समान लांबीचे दोन सुवाहक घटक असतात, जे शिखरावर असलेल्या एका संतुलित फीड पॉईंटला जोडलेले असतात. मधला फीड पॉईंट मास्ट, टॉवर, छतावरील आधार किंवा इतर अवाहक रचनेवर बसवलेला असतो, तर दोन्ही घटकांची टोके खाली उतरवून इन्सुलेटरने सुरक्षित केलेली असतात.
अँटेना सामान्यतः रेझोनंट डायपोल म्हणून डिझाइन केलेला असतो. RF प्रवाह फीड पॉईंटजवळ सर्वात जास्त असतो आणि उघड्या टोकांकडे हळूहळू कमी होतो. दोन घटकांमधून विरुद्ध तात्कालिक दिशेचे प्रवाह वाहतात, ज्यामुळे विद्युतचुंबकीय क्षेत्रे निर्माण होतात. ही सर्व क्षेत्रे एकत्र येऊन अँटेनाचा एकूण रेडिएशन पॅटर्न तयार करतात.
ट्रॅव्हलिंग-वेव्ह अँटेनाच्या विपरीत, पारंपरिक रेझोनंट इन्व्हर्टेड व्ही डायपोल स्टँडिंग-वेव्ह करंट वितरणास आधार देतो. त्यामुळे, त्याच्या कार्यक्षमतेवर एलिमेंटची लांबी, फीड-पॉइंट इम्पेडन्स, एपेक्स अँगल, कंडक्टरचा व्यास, इन्स्टॉलेशनची उंची आणि सभोवतालच्या वस्तूंचा तीव्र प्रभाव पडतो.
शिरोबिंदू कोन आणि स्थापना भूमिती
अँटेनाच्या दोन भुजांमधील कोनाला शीर्ष कोन किंवा अंतर्भूत कोन म्हणतात. सामान्य व्यावहारिक रचनांमध्ये अंदाजे ९०° ते १२०° चा कोन वापरला जातो, तथापि सर्वोत्तम मूल्य हे अपेक्षित वारंवारता, प्रतिबाधा, उपलब्ध जागा आणि इच्छित प्रारण आकृतिबंध यांवर अवलंबून असते.
शिखर कोन कमी केल्याने आडवी जागा कमी होते, पण त्यामुळे अँटेनाच्या दोन्ही भुजांमधील जोडणीतही बदल होतो. भुजा एकमेकांच्या जवळ आल्याने, फीड-पॉइंट इम्पेडन्स आणि रेझोनंट फ्रिक्वेन्सी बदलू शकतात आणि पीक गेन किंचित कमी होऊ शकतो.
शिरोबिंदू सामान्यतः शक्य तितक्या उंच आणि सभोवतालच्या प्रवाहकीय संरचनांपासून दूर ठेवावा. तो एक-चतुर्थांश तरंगलांबीच्या खालीच राहिला पाहिजे, असा कोणताही सार्वत्रिक नियम नाही. त्याऐवजी, स्थापनेची उंची आवश्यक उन्नयन कोन, प्रसारणाची पद्धत, उपलब्ध आधार आणि जमिनीची स्थिती यांनुसार निवडली पाहिजे.
तारेची टोके देखील जमिनीपासून सुरक्षित अंतरावर आणि माणसे, इमारती, वीज वाहिन्या व धातूच्या वस्तूंपासून दूर राहिली पाहिजेत.
वारंवारता आणि घटकाची लांबी
अनेक इन्व्हर्टेड व्ही अँटेनांची रचना अशा प्रकारे केली जाते की, अपेक्षित ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सीवर त्यांच्या कंडक्टरची एकूण लांबी जवळपास अर्ध्या तरंगलांबीएवढी असेल. प्रत्यक्षात, भौतिक लांबीमध्ये अनेकदा किंचित बदल केला जातो, कारण कंडक्टरचा व्यास, इन्सुलेशन, स्थापनेची उंची, शिरोबिंदूचा कोन आणि जवळपासची सामग्री अनुनाद फ्रिक्वेन्सीवर परिणाम करतात.
अंदाजे मुक्त-अवकाश तरंगलांबी आणि वारंवारता यांच्यातील संबंध असा आहे:
[\lambda = \frac{c}{f}]
जिथे:
- (\lambda) ही तरंगलांबी आहे;
- (c) हा प्रकाशाचा वेग आहे;
- (f) ही ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी आहे.
हे समीकरण एक प्राथमिक अंदाज देते, परंतु अँटेनाचे अंतिम आकारमान सामान्यतः इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक सिम्युलेशन किंवा रिटर्न लॉस आणि VSWR च्या मोजमापांद्वारे निश्चित केले पाहिजे.
विकिरण नमुना
व्यस्त V अँटेनाचा रेडिएशन पॅटर्न हा क्षैतिज अर्ध-तरंग डायपोलच्या रेडिएशन पॅटर्नशी संबंधित असतो, परंतु घटक खाली वाकवल्याने त्रिमितीय क्षेत्राचे वितरण बदलते.
एक सरळ क्षैतिज डायपोल सामान्यतः तारेच्या ब्रॉडसाइडला (विस्तृत बाजूला) कमाल प्रारण निर्माण करतो आणि त्याच्या टोकांपासून दूर खोल शून्यता निर्माण करतो. व्यस्त V संरचनेत, खाली झुकलेल्या भुजा यापैकी काही शून्यता भरून काढतात, ज्यामुळे अधिक व्यापक आणि अनेकदा अधिक एकसमान अझिमुथ कव्हरेज तयार होते.
त्यामुळे अँटेनाला आपोआप एकदिशात्मक म्हणता येणार नाही. शीर्ष कोन, जमिनीपासूनची उंची, मातीची वैशिष्ट्ये आणि ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी यांवर अवलंबून, क्षैतिज पॅटर्न अंदाजे सर्वदिशात्मक असू शकतो किंवा मध्यम ब्रॉडसाइड डायरेक्टिव्हिटी टिकवून ठेवू शकतो.
स्थापनेच्या उंचीचा देखील उन्नयन आकृतिबंधावर मोठा प्रभाव पडतो. तुलनेने कमी उंचीवरील एचएफ इन्व्हर्टेड व्ही (HF inverted V) तीव्र उच्च-कोनीय प्रारण निर्माण करू शकते, जे नियर व्हर्टिकल इन्सिडन्स स्कायवेव्ह (Near Vertical Incidence Skywave) संप्रेषणासाठी उपयुक्त ठरू शकते. अधिक उंचीवरील स्थापनेमुळे कमी टेक-ऑफ कोनांना आधार मिळू शकतो, जे अधिक लांब अंतराच्या संप्रेषणासाठी अधिक योग्य असतात.
ध्रुवीकरण
सममित उलटा V अँटेना सामान्यतः प्रामुख्याने क्षैतिज ध्रुवीकृत मानला जातो कारण दोन तिरकस घटकांमधून येणारे क्षैतिज विद्युत प्रवाहाचे घटक एकमेकांना बळकट करतात.
तथापि, तिरकस बाहूंमुळे उभ्या क्षेत्राचे घटक देखील निर्माण होतात. त्यांचे योगदान शिरोबिंदूचा कोन, अँटेनाची दिशा, स्थापनेची उंची, जमिनीवरील परावर्तन आणि सभोवतालच्या वातावरणावर अवलंबून असते. याच कारणामुळे, प्रत्यक्ष स्थापनेतील वास्तविक ध्रुवीकरण प्रत्येक दिशेने पूर्णपणे क्षैतिज असेलच असे नाही.
फीडिंग आणि इम्पेडन्स मॅचिंग
इन्व्हर्टेड व्ही हा एक बॅलन्स्ड अँटेना असल्यामुळे, त्याला बॅलन्स्ड ट्रान्समिशन लाईनने फीड करणे किंवा अनबॅलन्स्ड कोॲक्सिअल केबलला जोडताना योग्य बॅलून वापरणे श्रेयस्कर आहे.
बॅलून फीड लाइनवरील कॉमन-मोड करंट कमी करण्यास मदत करतो. करंटवर योग्य नियंत्रण न ठेवल्यास, कोॲक्सिअल केबल रेडिएटिंग सिस्टीमचा भाग बनू शकते, ज्यामुळे अँटेनाचा इम्पेडन्स, रेडिएशन पॅटर्न, पोलरायझेशन आणि नॉईज परफॉर्मन्स बदलतो.
इनपुट इम्पेडन्सवर खालील गोष्टींचा परिणाम होतो:
- शिखर कोन
- घटकाची लांबी आणि व्यास
- जमिनीपासूनची उंची
- जमिनीची चालकता
- जवळच्या संरचना
- फीड-लाइन व्यवस्था
- ऑपरेटिंग वारंवारता
स्थापनेनंतर, अभियंत्यांनी रिटर्न लॉस किंवा VSWR मोजावा आणि आवश्यक असल्यास एलिमेंट्स ट्रिम करावेत किंवा मॅचिंग नेटवर्क समायोजित करावे.
उलट्या व्ही अँटेनाचे फायदे
उलट्या V आकाराच्या रचनेमुळे अनेक व्यावहारिक फायदे मिळतात:
- फक्त एका उंच मध्यवर्ती आधाराची आवश्यकता असते
- सरळ डायपोलपेक्षा कमी आडवी जागा व्यापते
- साधे आणि तुलनेने कमी खर्चाचे बांधकाम
- पोर्टेबल आणि स्थिर प्रतिष्ठापनांसाठी उपयुक्त
- विस्तृत अझिमुथ व्याप्ती प्रदान करते
- सिंगल-बँड किंवा मल्टीबँड ऑपरेशनसाठी डिझाइन केले जाऊ शकते.
- एचएफ कम्युनिकेशन आणि एनव्हीआयएस अनुप्रयोगांसाठी उपयुक्त
डिझाइन मर्यादा
अँटेनाच्या काही मर्यादा देखील आहेत:
- शिखर कोनानुसार फीड-पॉइंट प्रतिबाधा बदलते
- चांगल्या प्रकारे स्थापित केलेल्या क्षैतिज डायपोलच्या तुलनेत गेन किंचित कमी असू शकतो.
- कार्यक्षमता ही स्थापनेची उंची आणि जमिनीच्या स्थितीवर अवलंबून असते.
- वायरची टोके खाली लोंबल्यास सुरक्षितता आणि नुकसानीची चिंता निर्माण होऊ शकते.
- जवळच्या धातूच्या संरचनांमुळे रेडिएशन पॅटर्नमध्ये बदल होऊ शकतो.
- अनुनादी आवृत्त्यांमध्ये सामान्यतः मर्यादित ऑपरेटिंग बँडविड्थ असते.
- फीड-लाइनची चुकीची मांडणी कॉमन-मोड रेडिएशन निर्माण करू शकते.
ठराविक अनुप्रयोग
व्यस्त V अँटेना सामान्यतः यामध्ये वापरले जातात:
- एचएफ रेडिओ संप्रेषण
- शॉर्टवेव्ह ट्रान्समिटिंग आणि रिसिव्हिंग सिस्टम्स
- हौशी रेडिओ स्टेशन
- आपत्कालीन आणि क्षेत्रीय संवाद
- जवळ उभ्या आपतन स्कायवेव्ह प्रणाली
- रेडिओ निरीक्षण आणि स्पेक्ट्रम निरीक्षण
- पोर्टेबल कम्युनिकेशन स्टेशन्स
- अँटेना शिक्षण, सिम्युलेशन आणि मापन प्रयोग
अभियांत्रिकी महत्त्व
उलटा V अँटेना हे दाखवून देतो की अँटेनाच्या भूमितीमधील तुलनेने लहान बदल देखील इम्पेडन्स, पोलरायझेशन, गेन आणि रेडिएशन कव्हरेजवर कसा परिणाम करू शकतो.
हे संबंध समजून घेणे केवळ वायर-अँटेना डिझाइनसाठीच नव्हे, तर ब्रॉडबँड अँटेना, हॉर्न अँटेना, अँटेना अॅरे, रडार प्रणाली आणि आरएफ मापन प्लॅटफॉर्म यांच्या विकास आणि मूल्यांकनासाठी देखील उपयुक्त आहे.
आरएफ एमआयएसओआरएफ चाचणी, संचार, रडार, अँटेना मापन आणि सिस्टम इंटिग्रेशनसाठी अँटेना आणि मायक्रोवेव्ह घटकांचे उपाय पुरवते. अँटेनाच्या मूलभूत सिद्धांताची स्पष्ट समज अभियंत्यांना योग्य उत्पादने निवडण्यास आणि फ्रिक्वेन्सी रेंज, गेन, पोलरायझेशन, बीमविड्थ, व्हीएसडब्ल्यूआर व रेडिएशन-पॅटर्नच्या कामगिरीचे अचूक मूल्यांकन करण्यास मदत करते.
अँटेनांबद्दल अधिक जाणून घेण्यासाठी, कृपया येथे भेट द्या:
पोस्ट करण्याची वेळ: १७ जुलै २०२६
