र्हॉम्बिक अँटेना म्हणजे काय?
र्हॉम्बिक अँटेना हा एक दिशादर्शक वायर अँटेना आहे, जो हिऱ्याच्या आकाराच्या रचनेत मांडलेल्या चार वाहक घटकांपासून बनलेला असतो. याची कल्पना टोकापासून टोकापर्यंत जोडलेल्या दोन 'व्ही' अँटेनांप्रमाणे करता येते, ज्यात एक लघुकोन शिरोबिंदू फीड पॉईंट म्हणून वापरला जातो आणि विरुद्ध शिरोबिंदू सामान्यतः एका टर्मिनेटिंग रेझिस्टरला जोडलेला असतो.
रेझोनंट डायपोलच्या विपरीत, योग्यरित्या टर्मिनेट केलेला र्हॉम्बिक अँटेना प्रामुख्याने ट्रॅव्हलिंग-वेव्ह अँटेना म्हणून कार्य करतो. आरएफ करंट फीड पॉईंटपासून चार वायर सेक्शन्समधून टर्मिनेटिंग लोडच्या दिशेने प्रवास करतो. या सेक्शन्सद्वारे निर्माण होणारी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक फील्ड्स एकत्र येऊन र्हॉम्बसच्या मुख्य अक्षावर एक केंद्रित बीम तयार करतात.
र्हॉम्बिक अँटेना लांब पल्ल्याच्या एचएफ (HF) संप्रेषणासाठी प्रसिद्ध झाले, कारण ते विस्तृत फ्रिक्वेन्सी कव्हरेज, उपयुक्त फॉरवर्ड गेन आणि तुलनेने स्थिर दिशात्मक वैशिष्ट्ये प्रदान करू शकतात. तथापि, त्यांच्या मोठ्या आकारामुळे, ते कॉम्पॅक्ट कम्युनिकेशन प्लॅटफॉर्मपेक्षा स्थिर प्रतिष्ठापनांसाठी अधिक योग्य ठरतात.
मूलभूत रचना
एका पारंपरिक र्हॉम्बिक अँटेनामध्ये जमिनीच्या वर टांगलेल्या समान लांबीच्या चार तारा असतात. या तारा मिळून दोन लघुकोन आणि दोन विशालकोन असलेला एक आडवा समभुज चौकोन तयार करतात.
अँटेनाला एका टोकाला फीड दिले जाते, तर विरुद्ध टोक एका नॉन-इंडक्टिव्ह टर्मिनेटिंग रेझिस्टरला जोडलेले असते. अँटेनाच्या संरचनेच्या वैशिष्ट्यपूर्ण इम्पेडन्सच्या जवळपास पोहोचण्यासाठी आणि उर्वरित प्रवास करणाऱ्या तरंगांची ऊर्जा शोषून घेण्यासाठी या रेझिस्टरची निवड केली जाते.
मुख्य डिझाइन मापदंडांमध्ये खालील बाबींचा समावेश आहे:
- प्रत्येक वायर सेक्शनची लांबी
- समभुज चौकोनाचा लघुकोन किंवा शिरोबिंदू
- जमिनीपासून स्थापनेची उंची
- फीड-पॉइंट प्रतिबाधा
- प्रतिकार समाप्त करणे
- वाहकाचा व्यास
- लक्ष्यित वारंवारता श्रेणी आणि प्रसार मार्ग
इष्टतम कोन हे काही सार्वत्रिक निश्चित मूल्य नाही. ते प्रत्येक बाजूच्या विद्युत लांबीवर आणि मुख्य बीमच्या अपेक्षित उन्नयन व अझिमुथ दिशेवर अवलंबून असते.
आकृती १. टर्मिनेटेड हॉरिझॉन्टल र्हॉम्बिक अँटेनाची मूलभूत रचना.
र्हॉम्बिक अँटेना कसा काम करतो?
समभुज चौकोनाची प्रत्येक बाजू एका लांब-तारेच्या प्रदीपकाप्रमाणे कार्य करते. जसा विद्युत प्रवाह वाहकांमधून जातो, तसा तारेचा प्रत्येक भाग एक दिशात्मक प्रदीपन घटक निर्माण करतो.
जेव्हा अँटेनाचे आकारमान आणि कोन योग्यरित्या निवडले जातात, तेव्हा चारही बाजूंनी उत्सर्जित होणारी क्षेत्रे पुढच्या दिशेने एकमेकांना बळकट करतात. इतर दिशांमध्ये, क्षेत्राचे काही घटक अंशतः एकमेकांना रद्द करतात. याचा एकत्रित परिणाम म्हणजे समभुज चौकोनाच्या लांब कर्णाच्या दिशेने एक तुलनेने अरुंद मुख्य किरणपुंज तयार होतो.
टर्मिनेटिंग रेझिस्टर एक महत्त्वाची भूमिका बजावतो. दूरच्या टोकापर्यंत पोहोचणारी ऊर्जा शोषून घेऊन, तो विद्युत प्रवाहाचे परावर्तन कमी करतो आणि वाहकांवर एक मजबूत स्टँडिंग वेव्ह तयार होण्यास प्रतिबंध करतो. यामुळे अँटेनाला तुलनेने विस्तृत फ्रिक्वेन्सी रेंजमध्ये अधिक स्थिर इम्पेडन्स आणि रेडिएशन वैशिष्ट्ये टिकवून ठेवण्यास मदत होते.
यातील तडजोड म्हणजे कार्यक्षमता. ट्रान्समीटरच्या शक्तीचा काही भाग उत्सर्जित होण्याऐवजी टर्मिनेटिंग रेझिस्टरमध्ये उष्णतेत रूपांतरित होतो. त्यामुळे अँटेनाच्या डिझाइनमध्ये डायरेक्टिव्हिटी, बँडविड्थ, इम्पेडन्स स्थिरता आणि रेडिएशन कार्यक्षमता यांच्यात संतुलन साधणे आवश्यक असते.
वारंवारता श्रेणी आणि विद्युत आकार
पारंपारिक पूर्ण-आकाराचे र्हॉम्बिक अँटेना हे प्रामुख्याने एचएफ (HF) कम्युनिकेशनशी संबंधित आहेत. या फ्रिक्वेन्सीवर, अँटेनाच्या बाजू अनेकदा कित्येक वेव्हलेंग्थ लांबीच्या असतात, ज्यामुळे या रचनेला लक्षणीय दिशात्मक गेन निर्माण करता येतो.
र्हॉम्बिक अँटेना एका निश्चित फ्रिक्वेन्सी रेंजपुरता मर्यादित नसतो. सैद्धांतिकदृष्ट्या, वेगवेगळ्या फ्रिक्वेन्सींसाठी त्याचे आकारमान बदलता येते, परंतु कमी फ्रिक्वेन्सींवर ही रचना अत्यंत मोठी होते आणि जास्त फ्रिक्वेन्सींवर अधिक काटेकोर यांत्रिक सहनशीलतेची (टॉलरन्सची) आवश्यकता असते.
कॉम्पॅक्ट र्हॉम्बिक आणि र्हॉम्बिक-लूप संरचनांचा वापर VHF, UHF किंवा मायक्रोवेव्ह फ्रिक्वेन्सीवर देखील केला जाऊ शकतो. तथापि, या लहान आकाराच्या रचनांमध्ये पारंपरिक टर्मिनेटेड HF र्हॉम्बिक अँटेनाच्या तुलनेत भिन्न फीडिंग, पोलरायझेशन आणि रेडिएशन वैशिष्ट्ये असू शकतात.
आकृती २. उच्च-फ्रिक्वेन्सी रिसेप्शनसाठी कॉम्पॅक्ट र्हॉम्बिक अँटेना संरचनेचे उदाहरण.
टर्मिनेटेड आणि अनटर्मिनेटेड र्हॉम्बिक अँटेना
टर्मिनेटेड र्हॉम्बिक अँटेना सामान्यतः एकदिशात्मक रेडिएशन पॅटर्न तयार करतो. बहुतेक उपयुक्त रेडिएशन फीड पॉईंटपासून टर्मिनेटिंग एंडच्या दिशेने निर्देशित केले जाते.
टर्मिनेटिंग रेझिस्टर काढल्यास, मोकळ्या टोकाकडून विद्युत प्रवाह परावर्तित होतो. त्यामुळे अँटेनामध्ये अधिक शक्तिशाली स्टँडिंग-वेव्ह घटक तयार होतो आणि तो दोन विरुद्ध दिशांना मुख्य प्रारणासह एक द्विदिशात्मक पॅटर्न तयार करू शकतो.
टर्मिनेट न केलेली रचना टर्मिनेटिंग रेझिस्टरमधील ऊर्जेचा अपव्यय टाळू शकते, परंतु तिचा इनपुट इम्पेडन्स आणि रेडिएशन पॅटर्न सामान्यतः फ्रिक्वेन्सीनुसार अधिक लक्षणीयरीत्या बदलतात. तसेच, ती कमी दर्जाचे फ्रंट-टू-बॅक गुणोत्तर आणि कमी अंदाज करण्यायोग्य ब्रॉडबँड वर्तन दर्शवू शकते.
विकिरण आकृतिबंध आणि ध्रुवीकरण
टर्मिनेटेड र्हॉम्बिक अँटेनाच्या रेडिएशन पॅटर्नचे वैशिष्ट्य म्हणजे एक फॉरवर्ड मेन लोब आणि अनेक साइड लोब्स. बीमची नेमकी दिशा आणि बीमविड्थ बाजूची लांबी, र्हॉम्बस कोन, इन्स्टॉलेशनची उंची, ऑपरेटिंग फ्रिक्वेन्सी आणि जमिनीच्या स्थितीवर अवलंबून असतात.
विद्युत लांबी वाढवल्याने दिशात्मकता सुधारू शकते, परंतु त्यामुळे अतिरिक्त उप-लोब्स देखील निर्माण होऊ शकतात. हे अवांछित लोब्स अनपेक्षित दिशांना ऊर्जा उत्सर्जित करू शकतात आणि मुख्य बीमचा व्यावहारिक फायदा कमी करू शकतात.
आडव्या दिशेने स्थापित केलेला र्हॉम्बिक अँटेना मुख्य प्रारण दिशेत प्रामुख्याने क्षैतिज ध्रुवीकृत असतो. तथापि, संपूर्ण त्रिमितीय पॅटर्नमध्ये उभ्या ध्रुवीकरणाचे घटक देखील असू शकतात, विशेषतः साइड लोब्समध्ये आणि मुख्य अक्षापासून दूरच्या दिशांना.
आकृती ३. टर्मिनेटेड र्हॉम्बिक अँटेनाचा प्रातिनिधिक एकदिशात्मक रेडिएशन पॅटर्न.
फीडिंग आणि इम्पेडन्स मॅचिंग
र्हॉम्बिक अँटेना सामान्यतः एक संतुलित रचना असून त्यात तुलनेने उच्च इनपुट इम्पेडन्स असतो. त्याला बहुतेकदा संतुलित ट्रान्समिशन लाइन वापरून किंवा योग्य इम्पेडन्स ट्रान्सफॉर्मर आणि बॅलूनद्वारे फीड दिले जाते.
जेव्हा कोॲक्सिअल केबल वापरली जाते, तेव्हा अनबॅलन्स्ड फीड लाइन आणि बॅलन्स्ड अँटेना यांच्यातील संक्रमणाची रचना काळजीपूर्वक केली पाहिजे. अपुऱ्या मॅचिंगमुळे परावर्तित शक्ती वाढू शकते, कॉमन-मोड करंट निर्माण होऊ शकतो आणि अपेक्षित रेडिएशन पॅटर्नमध्ये विकृती येऊ शकते.
अभियंत्यांनी खालील बाबींचे मूल्यांकन केले पाहिजे:
- इनपुट प्रतिबाधा
- परतावा तोटा आणि VSWR
- प्रतिकार समाप्त करणे
- फॉरवर्ड गेन
- पुढून-मागचे गुणोत्तर
- बीम दिशा
- साइड-लोब पातळी
- ध्रुवीकरण
- शक्ती हाताळण्याची क्षमता
उच्च-शक्तीच्या ट्रान्समिटिंग सिस्टीमसाठी, टर्मिनेटिंग रेझिस्टर मोठ्या प्रमाणात RF शक्ती सुरक्षितपणे विसर्जित करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.
फायदे
र्हॉम्बिक अँटेनाच्या मुख्य फायद्यांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:
- तुलनेने विस्तृत ऑपरेटिंग बँडविड्थ
- उपयुक्त दिशात्मक लाभ
- योग्यरित्या जोडणी केल्यावर स्थिर प्रतिबाधा
- साधी वायर-आधारित रचना
- लांब पल्ल्याच्या एचएफ लिंकसाठी उपयुक्त
- योग्य घटकांसह उच्च ट्रान्समीटर शक्ती हाताळण्यास सक्षम
- अधिक विस्तृत व्याप्तीसाठी किंवा दिशा बदलण्यासाठी अनेक र्हॉम्बिक अँटेनांची मांडणी केली जाऊ शकते.
मर्यादा
त्याच्या प्रमुख मर्यादांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:
- मोठ्या स्थापनेच्या जागेची आवश्यकता आहे
- अनेक उंच आधार संरचनांची आवश्यकता आहे
- आरएफ शक्तीचा काही भाग टर्मिनेटिंग रेझिस्टरमध्ये वाया जातो.
- लक्षणीय बाजूचे लोब तयार करू शकतात
- उंची आणि जमिनीच्या परिस्थितीमुळे कामगिरीवर परिणाम होतो.
- यांत्रिक देखभाल आव्हानात्मक असू शकते.
- बहुतेक कॉम्पॅक्ट किंवा मोबाइल प्लॅटफॉर्मसाठी योग्य नाही
ठराविक अनुप्रयोग
ऱ्हॉम्बिक अँटेनांचा ऐतिहासिकदृष्ट्या यासाठी वापर केला गेला आहे:
- दूर अंतरावरील एचएफ संप्रेषण
- स्थिर पॉइंट-टू-पॉइंट रेडिओ लिंक्स
- शॉर्टवेव्ह प्राप्त करणारे स्टेशन
- आयनोस्फेरिक आणि स्कायवेव्ह कम्युनिकेशन
- आंतरराष्ट्रीय संवाद नेटवर्क
- रेडिओ निरीक्षण आणि सिग्नल बुद्धिमत्ता
- लाँग-वायर आणि ट्रॅव्हलिंग-वेव्ह अँटेनांविषयी संशोधन
जरी आधुनिक दळणवळण प्रणालींमध्ये अनेकदा लॉग-पिरिऑडिक अँटेना, ब्रॉडबँड अॅरे, रिफ्लेक्टर अँटेना आणि इलेक्ट्रॉनिकली नियंत्रित अँटेना प्रणाली वापरल्या जात असल्या तरी, अँटेना सिद्धांतामध्ये र्हॉम्बिक अँटेना हे एक महत्त्वाचे उदाहरण आहे.
यातून हे स्पष्टपणे दिसून येते की, अँटेनाची दिशात्मकता आणि बँडविड्थ नियंत्रित करण्यासाठी वाहकाची लांबी, प्रवाही-तरंग विद्युत प्रवाह, भौमितिक कोन आणि क्षेत्राचे अध्यारोपण यांचा वापर कसा केला जाऊ शकतो.
RF MISO हे RF चाचणी, संचार, रडार, अँटेना मापन आणि सिस्टम इंटिग्रेशनसाठी अँटेना आणि मायक्रोवेव्ह घटकांचे उपाय पुरवते. र्हॉम्बिक अँटेनासारख्या पारंपरिक अँटेना संरचना समजून घेतल्याने अभियंत्यांना फ्रिक्वेन्सी रेंज, गेन, पोलरायझेशन, बीमविड्थ, VSWR, साइड-लोब लेव्हल आणि रेडिएशन एफिशियन्सी यांसारख्या महत्त्वाच्या पॅरामीटर्सचे मूल्यांकन करण्यास मदत होते.
अँटेनांबद्दल अधिक जाणून घेण्यासाठी, कृपया येथे भेट द्या:
पोस्ट करण्याची वेळ: जुलै-२४-२०२६
