१. अँटेनांची ओळख
आकृती १ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, अँटेना ही मोकळी जागा आणि ट्रान्समिशन लाईन यांच्यामधील एक संक्रमण रचना आहे. ट्रान्समिशन लाईन ही समाक्षीय (coaxial) लाईन किंवा पोकळ नळीच्या (वेव्हगाईड) स्वरूपात असू शकते, जिचा उपयोग विद्युतचुंबकीय ऊर्जा एका स्रोतापासून अँटेनापर्यंत किंवा अँटेनापासून रिसीव्हरपर्यंत प्रसारित करण्यासाठी केला जातो. यापैकी पहिल्याला ट्रान्समिटिंग अँटेना (transmitting antenna) आणि दुसऱ्याला रिसिव्हिंग अँटेना (receiving antenna) म्हणतात.
आकृती १ विद्युत चुंबकीय ऊर्जा प्रसारण मार्ग (स्रोत-प्रसारण वाहिनी-अँटेना-मुक्त जागा)
आकृती १ च्या ट्रान्समिशन मोडमधील अँटेना प्रणालीचे ट्रान्समिशन, आकृती २ मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे थेव्हेनिन समतुल्याने दर्शविले जाते, जिथे स्रोत एका आदर्श सिग्नल जनरेटरने, ट्रान्समिशन लाइन Zc वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधा असलेल्या रेषेने आणि अँटेना ZA भाराने [ZA = (RL + Rr) + jXA] दर्शविला जातो. भार प्रतिरोध RL अँटेनाच्या संरचनेशी संबंधित वहन आणि पराविद्युत हानी दर्शवतो, तर Rr अँटेनाचा प्रारण प्रतिरोध दर्शवतो आणि प्रतिबाधा XA अँटेनाच्या प्रारणाशी संबंधित प्रतिबाधेचा काल्पनिक भाग दर्शवण्यासाठी वापरली जाते. आदर्श परिस्थितीत, सिग्नल स्रोताद्वारे निर्माण झालेली सर्व ऊर्जा प्रारण प्रतिरोध Rr मध्ये हस्तांतरित केली पाहिजे, जी अँटेनाची प्रारण क्षमता दर्शवण्यासाठी वापरली जाते. तथापि, व्यावहारिक उपयोगांमध्ये, ट्रान्समिशन लाइन आणि अँटेनाच्या वैशिष्ट्यांमुळे वाहक-पराविद्युत हानी होते, तसेच ट्रान्समिशन लाइन आणि अँटेनामधील परावर्तनामुळे (विसंगतीमुळे) हानी होते. स्त्रोताचा अंतर्गत प्रतिबाधा विचारात घेऊन आणि ट्रान्समिशन लाइन व परावर्तन (विसंगती) हानीकडे दुर्लक्ष करून, कॉन्जुगेट मॅचिंग अंतर्गत अँटेनाला कमाल शक्ती प्रदान केली जाते.
आकृती २
ट्रान्समिशन लाईन आणि अँटेना यांच्यातील विसंगतीमुळे, इंटरफेसवरून परावर्तित झालेली तरंग स्रोताकडून अँटेनावर येणाऱ्या आपाती तरंगावर अध्यारोपित होऊन एक स्थायी तरंग तयार होते, जी ऊर्जेचे केंद्रीकरण आणि साठवण दर्शवते आणि एक वैशिष्ट्यपूर्ण अनुनादी उपकरण आहे. एक वैशिष्ट्यपूर्ण स्थायी तरंगाचा नमुना आकृती २ मध्ये तुटक रेषेने दाखवला आहे. जर अँटेना प्रणालीची रचना योग्यरित्या केली नसेल, तर ट्रान्समिशन लाईन वेव्हगाईड आणि ऊर्जा प्रसारण उपकरणाऐवजी, मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जा साठवण घटक म्हणून कार्य करू शकते.
ट्रान्समिशन लाईन, अँटेना आणि स्थायी लहरींमुळे होणारे नुकसान अवांछित असते. कमी-नुकसानीच्या ट्रान्समिशन लाईन्सची निवड करून लाईनचे नुकसान कमी केले जाऊ शकते, तर आकृती २ मध्ये RL ने दर्शविलेला नुकसान प्रतिरोध कमी करून अँटेनाचे नुकसान कमी केले जाऊ शकते. अँटेनाच्या (लोडच्या) इम्पेडन्सला लाईनच्या कॅरॅक्टरिस्टिक इम्पेडन्सशी जुळवून स्थायी लहरी कमी केल्या जाऊ शकतात आणि लाईनमधील ऊर्जा साठवण कमी केली जाऊ शकते.
वायरलेस सिस्टीममध्ये, ऊर्जा प्राप्त करण्याव्यतिरिक्त किंवा प्रसारित करण्याव्यतिरिक्त, विशिष्ट दिशांमध्ये उत्सर्जित ऊर्जा वाढवण्यासाठी आणि इतर दिशांमध्ये उत्सर्जित ऊर्जा कमी करण्यासाठी अँटेनांची सामान्यतः आवश्यकता असते. त्यामुळे, शोधक उपकरणांव्यतिरिक्त, अँटेनांचा वापर दिशादर्शक उपकरणे म्हणूनही केला पाहिजे. विशिष्ट गरजा पूर्ण करण्यासाठी अँटेना विविध स्वरूपाचे असू शकतात. ते एक तार, एक ॲपर्चर, एक पॅच, एक घटक संच (ॲरे), एक परावर्तक, एक भिंग इत्यादी असू शकतात.
वायरलेस कम्युनिकेशन सिस्टीममध्ये, अँटेना हे सर्वात महत्त्वाच्या घटकांपैकी एक आहेत. अँटेनाची चांगली रचना सिस्टीमच्या गरजा कमी करू शकते आणि सिस्टीमची एकूण कार्यक्षमता सुधारू शकते. याचे एक उत्तम उदाहरण म्हणजे टेलिव्हिजन, जिथे उच्च-कार्यक्षमतेचे अँटेना वापरून प्रसारणाचे रिसेप्शन सुधारले जाऊ शकते. कम्युनिकेशन सिस्टीमसाठी अँटेनांचे महत्त्व तेच आहे, जे माणसांसाठी डोळ्यांचे असते.
२. अँटेना वर्गीकरण
१. वायर अँटेना
वायर अँटेना हे अँटेनाच्या सर्वात सामान्य प्रकारांपैकी एक आहेत, कारण ते जवळजवळ सर्वत्र आढळतात - जसे की गाड्या, इमारती, जहाजे, विमाने, अंतराळयान इत्यादी. वायर अँटेनाचे विविध आकार आहेत, जसे की सरळ रेषा (डायपोल), लूप, सर्पिल, जसे की आकृती ३ मध्ये दाखवले आहे. लूप अँटेना केवळ गोलाकारच असणे आवश्यक नाही. ते आयताकार, चौरस, अंडाकृती किंवा इतर कोणत्याही आकाराचे असू शकतात. गोलाकार अँटेना त्याच्या साध्या रचनेमुळे सर्वात सामान्य आहे.
आकृती ३
२. ॲपर्चर अँटेना
अँटेनांच्या अधिक गुंतागुंतीच्या प्रकारांची वाढती मागणी आणि उच्च फ्रिक्वेन्सीच्या वापरामुळे ॲपर्चर अँटेनांची भूमिका अधिक महत्त्वाची ठरत आहे. ॲपर्चर अँटेनांचे काही प्रकार (पिरॅमिडल, कोनिकल आणि आयताकृती हॉर्न अँटेना) आकृती ४ मध्ये दाखवले आहेत. या प्रकारचे अँटेना विमान आणि अंतराळयानाच्या उपयोगांसाठी खूप उपयुक्त आहेत, कारण ते विमान किंवा अंतराळयानाच्या बाह्य आवरणावर अतिशय सोयीस्करपणे बसवता येतात. याव्यतिरिक्त, प्रतिकूल वातावरणापासून त्यांचे संरक्षण करण्यासाठी त्यांना डायलेक्ट्रिक पदार्थाच्या थराने झाकले जाऊ शकते.
आकृती ४
३. मायक्रोस्ट्रिप अँटेना
१९७० च्या दशकात मायक्रोस्ट्रिप अँटेना खूप लोकप्रिय झाले, मुख्यत्वे उपग्रह अनुप्रयोगांसाठी. या अँटेनामध्ये एक डायलेक्ट्रिक सबस्ट्रेट आणि एक मेटल पॅच असतो. मेटल पॅचचे अनेक वेगवेगळे आकार असू शकतात आणि आकृती ५ मध्ये दाखवलेला आयताकृती पॅच अँटेना सर्वात सामान्य आहे. मायक्रोस्ट्रिप अँटेना कमी उंचीचे असतात, सपाट आणि असमान पृष्ठभागांसाठी योग्य असतात, बनवायला सोपे आणि स्वस्त असतात, कठीण पृष्ठभागांवर बसवल्यावर अत्यंत मजबूत असतात आणि एमएमआयसी (MMIC) डिझाइनशी सुसंगत असतात. ते विमाने, अंतराळयान, उपग्रह, क्षेपणास्त्रे, गाड्या आणि अगदी मोबाईल उपकरणांच्या पृष्ठभागावर बसवले जाऊ शकतात आणि अनुरूपपणे डिझाइन केले जाऊ शकतात.
आकृती ५
४. अॅरे अँटेना
अनेक अनुप्रयोगांसाठी आवश्यक असलेली प्रारण वैशिष्ट्ये एकाच अँटेना घटकाद्वारे साध्य करता येत नाहीत. अँटेना अॅरेमध्ये, एक किंवा अधिक विशिष्ट दिशांमध्ये कमाल प्रारण निर्माण करण्यासाठी घटकांमधून संश्लेषित केलेले प्रारण तयार केले जाऊ शकते, याचे एक प्रातिनिधिक उदाहरण आकृती ६ मध्ये दाखवले आहे.
आकृती ६
५. रिफ्लेक्टर अँटेना
अंतराळ संशोधनाच्या यशामुळे अँटेना सिद्धांताचाही वेगाने विकास झाला आहे. अति-लांब अंतराच्या संवादाच्या गरजेमुळे, लाखो मैल दूर सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी आणि प्राप्त करण्यासाठी अत्यंत उच्च-गेन अँटेना वापरणे आवश्यक आहे. या उपयोगात, आकृती ७ मध्ये दर्शविलेला पॅराबोलिक अँटेना हा एक सामान्य अँटेना प्रकार आहे. या प्रकारच्या अँटेनाचा व्यास ३०५ मीटर किंवा त्याहून अधिक असतो आणि लाखो मैल दूर सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी किंवा प्राप्त करण्यासाठी आवश्यक असलेला उच्च गेन मिळवण्यासाठी इतका मोठा आकार आवश्यक असतो. रिफ्लेक्टरचा दुसरा प्रकार म्हणजे कॉर्नर रिफ्लेक्टर, जो आकृती ७ (c) मध्ये दर्शविला आहे.
आकृती ७
६. लेन्स अँटेना
लेन्सचा उपयोग प्रामुख्याने आपाती विखुरलेल्या ऊर्जेला समांतर करण्यासाठी केला जातो, जेणेकरून ती अवांछित प्रारण दिशांमध्ये पसरण्यापासून रोखता येईल. लेन्सची भूमिती योग्यरित्या बदलून आणि योग्य सामग्री निवडून, ते विविध प्रकारच्या अपसारी ऊर्जेचे समतल लहरींमध्ये रूपांतर करू शकतात. त्यांचा उपयोग पॅराबोलिक रिफ्लेक्टर अँटेनासारख्या बहुतेक अनुप्रयोगांमध्ये, विशेषतः उच्च फ्रिक्वेन्सीवर केला जाऊ शकतो, आणि कमी फ्रिक्वेन्सीवर त्यांचा आकार आणि वजन खूप वाढते. लेन्स अँटेनांचे वर्गीकरण त्यांच्या बांधकामासाठी वापरलेल्या सामग्रीनुसार किंवा भूमितीय आकारांनुसार केले जाते, त्यापैकी काही आकृती ८ मध्ये दर्शविले आहेत.
आकृती ८
अँटेनांबद्दल अधिक जाणून घेण्यासाठी, कृपया येथे भेट द्या:
पोस्ट करण्याची वेळ: जुलै-१९-२०२४
