डायरेक्टिव्हिटी हा एक मूलभूत अँटेना पॅरामीटर आहे. दिशात्मक अँटेनाचा रेडिएशन पॅटर्न कसा आहे याचे हे एक मोजमाप आहे. जो अँटेना सर्व दिशांना समान रीतीने रेडिएट करतो, त्याची डायरेक्टिव्हिटी 1 असते. (हे शून्य डेसिबल -0 dB च्या समतुल्य आहे).
गोलाकार निर्देशांकांचे कार्य एका सामान्यीकृत प्रारण नमुन्याच्या रूपात लिहिता येते:
[समीकरण १]
सामान्यीकृत रेडिएशन पॅटर्नचा आकार मूळ रेडिएशन पॅटर्नसारखाच असतो. सामान्यीकृत रेडिएशन पॅटर्नचे परिमाण अशा प्रकारे कमी केले जाते की रेडिएशन पॅटर्नचे कमाल मूल्य 1 च्या बरोबर होते. (सर्वात मोठे "F" चे समीकरण [1] आहे). गणितानुसार, दिशात्मकतेचे (प्रकार "D") सूत्र असे लिहिले जाते:
हे एक गुंतागुंतीचे दिशात्मक समीकरण वाटू शकते. तथापि, रेणूंचे प्रारण नमुने सर्वाधिक उपयुक्त ठरतात. छेद सर्व दिशांमध्ये उत्सर्जित होणारी सरासरी शक्ती दर्शवतो. हे समीकरण म्हणजे सर्वोच्च उत्सर्जित शक्तीला सरासरीने भागून मिळणारे माप होय. यावरून अँटेनाची दिशात्मकता मिळते.
दिशात्मक प्रतिमान
उदाहरणादाखल, दोन अँटेनांच्या रेडिएशन पॅटर्नसाठी पुढील दोन समीकरणे विचारात घ्या.
अँटेना १
अँटेना २
हे रेडिएशन पॅटर्न आकृती १ मध्ये रेखाटले आहेत. कृपया लक्षात घ्या की रेडिएशन मोड केवळ ध्रुवीय कोन थीटा (θ) वर अवलंबून असतो. रेडिएशन पॅटर्न अझिमुथवर अवलंबून नसतो. (अझिमुथल रेडिएशन पॅटर्न अपरिवर्तित राहतो). पहिल्या अँटेनाचा रेडिएशन पॅटर्न दुसऱ्या अँटेनाच्या रेडिएशन पॅटर्नपेक्षा कमी दिशात्मक आहे. त्यामुळे, पहिल्या अँटेनाची दिशात्मकता कमी असेल अशी अपेक्षा आहे.
आकृती १. अँटेनाच्या प्रारण आकृतिबंधाचा आकृती. यात उच्च दिशात्मकता आहे का?
सूत्र [1] वापरून, आपण गणना करू शकतो की अँटेनाची दिशात्मकता जास्त आहे. तुमची समज तपासण्यासाठी, आकृती 1 आणि दिशात्मकता म्हणजे काय याचा विचार करा. त्यानंतर कोणतेही गणित न वापरता कोणत्या अँटेनाची दिशात्मकता जास्त आहे ते ठरवा.
दिशात्मक गणनेचे निकाल, सूत्र [1] वापरा:
दिशात्मक अँटेना 1 गणना, 1.273 (1.05 dB).
दिशात्मक अँटेना 2 गणना, 2.707 (4.32 dB).
वाढलेली दिशात्मकता म्हणजे अधिक केंद्रित किंवा दिशात्मक अँटेना. याचा अर्थ असा की, एका सर्वदिशात्मक अँटेनाच्या तुलनेत, एका २-रिसीव्हिंग अँटेनामध्ये त्याच्या शिखराची दिशात्मक शक्ती २.७०७ पट जास्त असते. अँटेना १ ला सर्वदिशात्मक अँटेनाच्या १.२७३ पट शक्ती मिळेल. जरी कोणतेही आयसोट्रॉपिक अँटेना अस्तित्वात नसले तरी, सर्वदिशात्मक अँटेनांचा वापर एक सामान्य संदर्भ म्हणून केला जातो.
सेल फोनच्या अँटेनामध्ये कमी दिशात्मकता असावी लागते, कारण सिग्नल कोणत्याही दिशेने येऊ शकतात. याउलट, सॅटेलाइट डिशमध्ये उच्च दिशात्मकता असते. सॅटेलाइट डिश एका निश्चित दिशेकडून सिग्नल ग्रहण करते. उदाहरणार्थ, जर तुम्ही सॅटेलाइट टीव्ही डिश घेतली, तर कंपनी तुम्हाला ती कोणत्या दिशेने लावायची हे सांगेल आणि ती डिश अपेक्षित सिग्नल ग्रहण करेल.
शेवटी आपण अँटेनाचे प्रकार आणि त्यांची दिशात्मकता यांची यादी देऊ. यामुळे तुम्हाला सामान्यतः कोणती दिशात्मकता आढळते याची कल्पना येईल.
अँटेनाचा प्रकार ठराविक दिशात्मकता ठराविक दिशात्मकता [डेसिबल] (dB)
लघु डायपोल अँटेना १.५ १.७६
अर्ध-तरंग डायपोल अँटेना १.६४ २.१५
पॅच (मायक्रोस्ट्रिप अँटेना) ३.२-६.३ ५-८
हॉर्न अँटेना १०-१०० १०-२०
डिश अँटेना १०-१०,००० १०-४०
वरील डेटा दर्शवतो की अँटेनाची दिशात्मकता मोठ्या प्रमाणात बदलते. त्यामुळे, तुमच्या विशिष्ट वापरासाठी सर्वोत्तम अँटेना निवडताना दिशात्मकता समजून घेणे महत्त्वाचे आहे. जर तुम्हाला अनेक दिशांमधून एकाच दिशेने ऊर्जा पाठवायची किंवा प्राप्त करायची असेल, तर तुम्ही कमी दिशात्मकता असलेला अँटेना डिझाइन केला पाहिजे. कमी दिशात्मकता असलेल्या अँटेनांच्या वापराच्या उदाहरणांमध्ये कार रेडिओ, सेल फोन आणि संगणक वायरलेस इंटरनेट ऍक्सेस यांचा समावेश होतो. याउलट, जर तुम्ही रिमोट सेन्सिंग किंवा लक्ष्यित ऊर्जा हस्तांतरण करत असाल, तर उच्च दिशात्मकता असलेला अँटेना आवश्यक असेल. उच्च दिशात्मकता असलेले अँटेना इच्छित दिशेकडून ऊर्जेचे हस्तांतरण जास्तीत जास्त करतील आणि अवांछित दिशांकडून येणारे सिग्नल कमी करतील.
समजा आपल्याला कमी डायरेक्टिव्हिटीचा अँटेना हवा आहे. हे आपण कसे करू शकतो?
अँटेना सिद्धांताचा सर्वसाधारण नियम असा आहे की, कमी दिशात्मकता निर्माण करण्यासाठी तुम्हाला विद्युतदृष्ट्या लहान अँटेनाची आवश्यकता असते. म्हणजेच, जर तुम्ही ०.२५ ते ०.५ तरंगलांबीच्या एकूण आकाराचा अँटेना वापरला, तर तुम्ही दिशात्मकता कमीत कमी कराल. हाफ-वेव्ह डायपोल अँटेना किंवा हाफ-वेव्हलेंथ स्लॉट अँटेना यांची दिशात्मकता सामान्यतः ३ डीबी पेक्षा कमी असते. व्यवहारात मिळवता येणारी ही सर्वात कमी दिशात्मकता आहे.
सरतेशेवटी, अँटेनाची कार्यक्षमता आणि बँडविड्थ कमी केल्याशिवाय आपण एक चतुर्थांश तरंगलांबीपेक्षा लहान अँटेना बनवू शकत नाही. अँटेनाची कार्यक्षमता आणि अँटेना बँडविड्थ यावर पुढील प्रकरणांमध्ये चर्चा केली जाईल.
उच्च दिशात्मकता असलेल्या अँटेनासाठी, आपल्याला अनेक तरंगलांबी आकारांच्या अँटेनांची आवश्यकता असेल. उदाहरणार्थ, सॅटेलाइट डिश अँटेना आणि हॉर्न अँटेना यांची दिशात्मकता उच्च असते. याचे एक कारण म्हणजे ते अनेक तरंगलांबी लांबीचे असतात.
असे का? सरतेशेवटी, याचे कारण फूरियर ट्रान्सफॉर्मच्या गुणधर्मांशी संबंधित आहे. जेव्हा तुम्ही एका लहान पल्सचा फूरियर ट्रान्सफॉर्म घेता, तेव्हा तुम्हाला एक विस्तृत स्पेक्ट्रम मिळतो. अँटेनाचा रेडिएशन पॅटर्न निश्चित करताना ही उपमा लागू होत नाही. रेडिएशन पॅटर्नला अँटेनावरील करंट किंवा व्होल्टेजच्या वितरणाचा फूरियर ट्रान्सफॉर्म मानले जाऊ शकते. त्यामुळे, लहान अँटेनांचे रेडिएशन पॅटर्न विस्तृत असतात (आणि डायरेक्टिव्हिटी कमी असते). मोठ्या प्रमाणात एकसमान व्होल्टेज किंवा करंट वितरण असलेल्या अँटेनांचे पॅटर्न अत्यंत दिशात्मक असतात (आणि डायरेक्टिव्हिटी जास्त असते).
E-mail:info@rf-miso.com
फोन: 0086-028-82695327
वेबसाइट: www.rf-miso.com
पोस्ट करण्याची वेळ: ०७-नोव्हेंबर-२०२३
