रेखीय ध्रुवीकृत विवाल्डी अँटेना ६ डीबीआय टिपिकल गेन, ०.२-१.२ गिगाहर्ट्झ फ्रिक्वेन्सी रेंज आरएम-व्हीए०२१२-६

विवाल्डी अँटेना: कार्यतत्त्व, वैशिष्ट्ये आणि उपयोग

विवाल्डी अँटेना, ज्याला टेपर्ड स्लॉट अँटेना असेही म्हणतात, हा एक ब्रॉडबँड दिशात्मक अँटेना आहे जो आरएफ, मायक्रोवेव्ह, रडार, इलेक्ट्रॉनिक युद्ध, मापन आणि वायरलेस चाचणी प्रणालींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो. त्याचे वैशिष्ट्यपूर्ण निमुळते छिद्र विद्युतचुंबकीय ऊर्जेला एका मार्गदर्शित प्रसारण संरचनेतून मोकळ्या जागेत हळूहळू संक्रमण करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे अँटेनाला ब्रॉडबँड कार्यप्रणाली आणि दिशात्मक प्रारण साध्य करण्यास मदत होते.

तुलनेने अरुंद फ्रिक्वेन्सी बँडसाठी अनुकूलित केलेल्या अनेक रेझोनंट अँटेनांच्या तुलनेत, विवाल्डी अँटेना ट्रॅव्हलिंग-वेव्ह संरचनेचा वापर करतात. यामुळे, विस्तृत फ्रिक्वेन्सी कव्हरेज आणि त्याचबरोबर तुलनेने सोपी प्लेनर किंवा मेटॅलिक मेकॅनिकल रचना आवश्यक असलेल्या सिस्टीम्ससाठी ते विशेषतः आकर्षक ठरतात.

विवाल्डी अँटेना कसा काम करतो?

मूलभूत विवाल्डी अँटेनामध्ये दोन सुवाहक कडा मिळून एक निमुळती खाच तयार होते. ही खाच एका अरुंद फीडिंग क्षेत्रापासून एका रुंद रेडिएटिंग ॲपर्चरच्या दिशेने हळूहळू विस्तारते.

जेव्हा RF ऊर्जा अँटेनामध्ये प्रवेश करते, तेव्हा विद्युतचुंबकीय तरंग निमुळत्या खाचेतून प्रवास करते. जशी खाचेची रुंदी वाढते, तशी मार्गदर्शित तरंग हळूहळू मोकळ्या जागेत विलीन होते आणि प्रामुख्याने अँटेनाच्या उघड्या टोकाकडे उत्सर्जित होते.

हा हळूहळू होणारा बदल हे विवाल्डी अँटेना ब्रॉडबँड वैशिष्ट्ये देऊ शकण्यामागील प्रमुख कारणांपैकी एक आहे.

वापरण्यायोग्य कमी वारंवारतेवर छिद्राच्या आणि टेपरच्या भौतिक आकाराचा मोठा प्रभाव पडतो, तर उच्च-वारंवारतेची कामगिरी ही फीड ट्रान्झिशन, टेपर भूमिती, वाहकाचे परिमाण आणि उत्पादन अचूकता यांसारख्या घटकांवर अधिक अवलंबून असते.

विकिरण वैशिष्ट्ये

विवाल्डी अँटेना हा सामान्यतः एंड-फायर अँटेना असतो, म्हणजेच त्याचे मुख्य रेडिएशन निमुळत्या ॲपर्चरच्या उघड्या टोकाकडे निर्देशित केलेले असते.

त्याची किरणोत्सर्गी वैशिष्ट्ये अनेक डिझाइन मापदंडांवर अवलंबून असतात, ज्यामध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:

छिद्राची रुंदी
टेपरची लांबी आणि प्रोफाइल
खाद्य रचना
ऑपरेटिंग वारंवारता
ग्राउंड आणि कंडक्टर भूमिती
यांत्रिक परिमाणे

वारंवारता बदलल्यामुळे, निमुळत्या रचनेवरील प्रभावी विकिरण क्षेत्र देखील बदलते. यामुळे अँटेनाला एकाच अरुंद अनुनादावर अवलंबून न राहता, तुलनेने विस्तृत वारंवारता श्रेणीमध्ये कार्य करणे शक्य होते.

विवाल्डी अँटेना सामान्यतः रेषीय ध्रुवीकरणासाठी डिझाइन केलेले असतात, तथापि ध्रुवीकरणाची कार्यक्षमता विशिष्ट भूमिती आणि फीडिंग व्यवस्थेवर अवलंबून असते.

विवाल्डी अँटेनाचे मुख्य प्रकार

आरएफ अभियांत्रिकीमध्ये विवाल्डी अँटेनाच्या अनेक रचना सामान्यतः वापरल्या जातात.

पारंपारिक विवाल्डी अँटेना
दोन प्रवाहकीय भागांमध्ये तयार केलेल्या निमुळत्या खाचेचा वापर करते आणि ही सर्वात सामान्य अंमलबजावणींपैकी एक आहे.

अँटीपोडल विवाल्डी अँटेना
डायलेक्ट्रिक सबस्ट्रेटच्या विरुद्ध बाजूंवर प्रवाहकीय घटकांचा वापर केला जातो. ही रचना विशिष्ट ट्रान्समिशन-लाइन फीड्सपासून रेडिएटिंग ॲपर्चरपर्यंत एक सोयीस्कर संक्रमण प्रदान करू शकते.

संतुलित अँटीपोडल विवाल्डी अँटेना
काही ब्रॉडबँड अनुप्रयोगांमध्ये क्षेत्र संतुलन आणि ध्रुवीकरण वैशिष्ट्ये सुधारण्यासाठी अधिक सममित बहुस्तरीय संरचनेचा वापर करते.

बँडविड्थ, ध्रुवीकरण, फीड पद्धत, उत्पादन प्रक्रिया आणि सिस्टम-इंटिग्रेशन आवश्यकतांनुसार वेगवेगळे कॉन्फिगरेशन निवडले जाऊ शकतात.

विवाल्डी अँटेना निवडताना विचारात घ्यायचे महत्त्वाचे मापदंड

विवाल्डी अँटेना निवडताना, फ्रिक्वेन्सी रेंज हा केवळ एक प्रारंभबिंदू असतो.

गेन हे दर्शवते की अँटेना किती प्रभावीपणे रेडिएशनला पुढच्या दिशेने केंद्रित करतो.

VSWR हे अँटेना आणि RF प्रणालीमधील इम्पेडन्स जुळणी दर्शवते. कमी VSWR चा अर्थ सामान्यतः कमी परावर्तित शक्ती असा होतो.

ध्रुवीकरण विसंगती कमी करण्यासाठी ध्रुवीकरण लक्ष्यित RF प्रणालीशी जुळले पाहिजे.

3 dB बीमविड्थ मुख्य रेडिएशन बीमची कोनीय रुंदी दर्शवते आणि रडार, मॉनिटरिंग आणि दिशात्मक मापन अनुप्रयोगांमध्ये महत्त्वाची आहे.

जेव्हा ध्रुवीकरण शुद्धता महत्त्वाची असते, तेव्हा क्रॉस-पोलरायझेशन कार्यक्षमता देखील महत्त्वाची ठरते.

सिस्टम इंटिग्रेशन दरम्यान कनेक्टरचा प्रकार, अँटेनाचे आकारमान, वजन, माउंटिंगची रचना आणि पॉवर हँडलिंग यांसारख्या यांत्रिक घटकांचा देखील विचार केला पाहिजे.

उदाहरणार्थ, RF MISO चा RM-VA0212-6 लिनियर पोलराइज्ड विवाल्डी अँटेना 0.2 ते 1.2 GHz पर्यंत कार्य करतो, 6 dBi टिपिकल गेन प्रदान करतो, लिनियर पोलरायझेशन आणि एन-फिमेल इंटरफेस वापरतो, आणि रडार, सॅटेलाइट कम्युनिकेशन्स, इलेक्ट्रॉनिक वॉरफेअर, आणि हाय-एंड वायरलेस टेस्टिंग ॲप्लिकेशन्ससाठी निर्दिष्ट आहे.

विवाल्डी अँटेनाचे फायदे

विवाल्डी अँटेनामुळे अनेक व्यावहारिक फायदे मिळतात:

विस्तृत ऑपरेटिंग बँडविड्थ
दिशात्मक एंड-फायर रेडिएशन
तुलनेने साधी किरणोत्सर्गी रचना
ब्रॉडबँड आरएफ प्रणालींशी चांगली सुसंगतता
वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सी रेंजमध्ये स्केलेबल डिझाइन
एकल-घटक आणि अॅरे कॉन्फिगरेशनसाठी उपयुक्त

जेव्हा एखाद्या प्रणालीला वारंवार अँटेना न बदलता अनेक फ्रिक्वेन्सी कव्हर करण्याची आवश्यकता असते, तेव्हा त्यांच्या ब्रॉडबँड वैशिष्ट्यांमुळे ते विशेषतः उपयुक्त ठरतात.

अर्ज

विवाल्डी अँटेना सामान्यतः यामध्ये वापरले जातात:

रडार प्रणाली
इलेक्ट्रॉनिक युद्ध
ब्रॉडबँड आरएफ मापन
वायरलेस चाचणी
दिशा शोधणे
सिग्नल मॉनिटरिंग
मायक्रोवेव्ह इमेजिंग
संप्रेषण प्रणाली
अँटेना अॅरे
संशोधन आणि प्रयोगशाळेतील अनुप्रयोग

अ‍ॅरे सिस्टीममध्ये, जास्त गेन, अरुंद बीम किंवा इलेक्ट्रॉनिक बीम-कंट्रोल क्षमता मिळवण्यासाठी अनेक विवाल्डी एलिमेंट्सची मांडणी देखील केली जाऊ शकते.

निष्कर्ष

विवाल्डी अँटेनामध्ये टॅपर्ड-स्लॉट ट्रॅव्हलिंग-वेव्ह संरचना, ब्रॉडबँड कार्यप्रणाली आणि दिशात्मक प्रारण यांचा मिलाफ असतो, ज्यामुळे ते आधुनिक आरएफ आणि मायक्रोवेव्ह प्रणालींसाठी एक बहुपयोगी अँटेना रचना ठरते.

त्याची प्रत्यक्ष कार्यक्षमता टेपर भूमिती, छिद्राचा आकार, फीड डिझाइन, ऑपरेटिंग वारंवारता आणि यांत्रिक अंमलबजावणी यांवर अवलंबून असते. त्यामुळे, योग्य मॉडेल निवडताना अभियंत्यांनी केवळ बँडविड्थ आणि गेनच नव्हे, तर VSWR, ध्रुवीकरण, बीमविड्थ, क्रॉस-पोलरायझेशन कार्यक्षमता, RF इंटरफेस आणि स्थापनेच्या आवश्यकता यांचेही मूल्यांकन केले पाहिजे.

रडार, इलेक्ट्रॉनिक युद्ध, ब्रॉडबँड मापन, दळणवळण आणि वायरलेस चाचणी यांसारख्या अनुप्रयोगांसाठी, जिथे विस्तृत फ्रिक्वेन्सी कव्हरेज आणि दिशात्मक आरएफ कार्यक्षमता दोन्ही महत्त्वाचे आहेत, तिथे विवाल्डी अँटेना एक लवचिक उपाय प्रदान करतात.