मोनोपोल एंटीना

एक मोनोपोल ऐन्टेना रेडियो ऐन्टेना का एक वर्ग है जिसमें सीधे रॉड के आकार का कंडक्टर होता है, जो अक्सर किसी प्रकार की प्रवाहकीय सतह पर लंबवत रूप से लगा हुआ होता है, जिसे ग्राउंड प्लेन कहा जाता है।  ट्रांसमीटर से ड्राइविंग सिग्नल लगाया जाता है, या एंटेना प्राप्त करने के लिए रिसीवर को आउटपुट सिग्नल मोनोपोल के निचले सिरे और ग्राउंड प्लेन के बीच लिया जाता है। एंटीना फीडलाइन का एक पक्ष मोनोपोल के निचले सिरे से जुड़ा होता है, और दूसरा पक्ष ग्राउंड प्लेन से जुड़ा होता है, जो अक्सर पृथ्वी होता है। यह एक द्विध्रुवीय एंटीना के साथ विरोधाभासी है जिसमें दो समान रॉड कंडक्टर होते हैं, एंटीना के दो हिस्सों के बीच ट्रांसमीटर से सिग्नल लागू होता है।

मोनोपोल को अक्सर गुंजयमान एंटीना के रूप में प्रयोग किया जाता है; रॉड रेडियो तरंगों के लिए एक खुले गुंजयमान यंत्र के रूप में कार्य करता है, इसकी लंबाई के साथ वोल्टेज और करंट की स्थायी तरंगों के साथ दोलन करता है। इसलिए ऐन्टेना की लंबाई उस रेडियो तरंगों की तरंग दैर्ध्य द्वारा निर्धारित की जाती है जिसके साथ इसका उपयोग किया जाता है। सबसे आम रूप क्वार्टर-वेव मोनोपोल है, जिसमें एंटीना रेडियो तरंगों की तरंग दैर्ध्य का लगभग एक चौथाई होता है। हालांकि मोनोपोल एंटेना के प्रसारण में$5⁄8$ लंबी तरंग दैर्ध्य भी लोकप्रिय हैं, क्योंकि इस लंबाई पर एक मोनोपोल क्षैतिज दिशाओं में अपनी शक्ति की अधिकतम मात्रा का विकिरण करता है। मोनोपोल एंटेना का आविष्कार 1895 में रेडियो अग्रणी गुग्लिल्मो मार्कोनी द्वारा किया गया था; इस कारण से इसे कभी-कभी मारकोनी एंटेना भी कहा जाता है।  मोनोपोल एंटीना के सामान्य प्रकार हैं व्हिप, रबर डकी, हेलिकल, रैंडम वायर, अम्ब्रेला, इनवर्टेड-एल और टी-एंटीना, इनवर्टेड-एफ, फोल्डेड यूनिपोल एंटेना, मास्ट रेडिएटर और ग्राउंड प्लेन एंटेना ।

इतिहास
मोनोपोल एंटीना का आविष्कार 1895 में किया गया था और 1896 में पेटेंट कराया गया था रेडियो अग्रणी गुग्लिल्मो मार्कोनी ने रेडियो संचार में अपने ऐतिहासिक पहले प्रयोगों के दौरान। उन्होंने हेनरिक हर्ट्ज़ द्वारा आविष्कार किए गए द्विध्रुवीय एंटेना का उपयोग करके शुरू किया, जिसमें धातु की प्लेटों में समाप्त होने वाले दो समान क्षैतिज तार शामिल थे। उन्होंने प्रयोग द्वारा पाया कि यदि द्विध्रुवीय के बजाय, ट्रांसमीटर और रिसीवर का एक पक्ष ऊपर की ओर लटके तार से जुड़ा होता है, और दूसरा पक्ष पृथ्वी से जुड़ा होता है, तो वह लंबी दूरी तक संचार कर सकता है। इस कारण मोनोपोल को मार्कोनी एंटेना भी कहा जाता है, हालांकि अलेक्जेंडर पोपोव ने लगभग उसी समय स्वतंत्र रूप से इसका आविष्कार किया था

विकिरण स्वरुप
एक लंबवत निलंबित द्विध्रुवीय एंटीना की तरह, एक मोनोपोल में एक सर्वव्यापी विकिरण पैटर्न होता है: यह एंटीना के लंबवत सभी अज़ीमुथल दिशाओं में समान शक्ति के साथ विकिरण करता है। विकिरण की शक्ति ऊंचाई कोण के साथ बदलती है, साथ ही एंटीना अक्ष पर चरम पर विकिरण शून्य से गिर जाता है। यह लंबवत ध्रुवीकृत रेडियो तरंगों को विकीर्ण करता है। चूंकि ऊर्ध्वाधर अर्ध-तरंग द्विध्रुवों का केंद्र जमीन से कम से कम एक चौथाई लहर ऊपर होना चाहिए, जबकि मोनोपोल को सीधे जमीन पर रखा जाना चाहिए, मोनोपोल के विकिरण पैटर्न पृथ्वी में प्रतिरोध से अधिक प्रभावित होते हैं, और विकिरण पैटर्न स्वाभाविक रूप से ऊंचाई के साथ भिन्न है।

एक मोनोपोल की कल्पना की जा सकती है ( दाएं ) एक ऊर्ध्वाधर द्विध्रुवीय एंटीना (सी) के निचले आधे हिस्से को एक संवाहक विमान ( ग्राउंड प्लेन ) के साथ समकोण पर शेष आधे से बदलकर बनाया जा सकता है। यदि ग्राउंड प्लेन काफी बड़ा है, तो डीपोल के शेष ऊपरी आधे हिस्से से रेडियो तरंगें (ए) ग्राउंड प्लेन से परावर्तित होती हैं, एक इमेज एंटेना से आती हैं (बी) डीपोल के लापता आधे का निर्माण करती हैं, जो जोड़ता है एक द्विध्रुवीय विकिरण पैटर्न बनाने के लिए प्रत्यक्ष विकिरण। तो एक पूरी तरह से संचालन, अनंत जमीन के विमान के साथ एक मोनोपोल का पैटर्न एक द्विध्रुवीय पैटर्न के शीर्ष आधे के समान है।

अर्ध-तरंग दैर्ध्य की लंबाई तक ( $$\tfrac{1}{2} \lambda $$ ) एंटीना में क्षैतिज दिशाओं में अधिकतम लाभ के साथ एक एकल लोब होता है, जो एंटीना अक्ष के लंबवत होता है। तिमाही तरंग दैर्ध्य के नीचे ( $$\tfrac{1}{4} \lambda$$ ) अनुनाद विकिरण पैटर्न लंबाई के साथ लगभग स्थिर है। ऊपर ( $$\tfrac{1}{2} \lambda$$ ) लोब चपटा हो जाता है, क्षैतिज दिशाओं में अधिक शक्ति विकीर्ण करता है।

अर्ध-तरंग दैर्ध्य के ऊपर पैटर्न एक क्षैतिज मुख्य लोब और 60 डिग्री के कोण पर एक छोटा दूसरा शंक्वाकार लोब में विभाजित हो जाता है। आकाश में ऊंचाई। हालाँकि, क्षैतिज लाभ बढ़ता रहता है और अधिकतम पाँच-आठवें तरंग दैर्ध्य की लंबाई तक पहुँचता है: $$\tfrac{5}{8} \lambda = 0.625 \lambda $$ (यह एक विशिष्ट मोटाई वाले एंटीना के लिए मान्य एक अनुमान है, असीम रूप से पतले मोनोपोल के लिए अधिकतम होता है $$\tfrac{2}{\, \pi \,} \lambda = 0.637 \lambda$$ ) इस लंबाई पर अधिकतम होता है क्योंकि दो पालियों से विपरीत चरण विकिरण विनाशकारी रूप से हस्तक्षेप करता है और उच्च कोणों पर रद्द करता है, क्षैतिज लोब में अधिक शक्ति को "संपीड़ित" करता है।

थोड़ा सा ऊपर $$\tfrac{5}{8} \lambda$$ क्षैतिज लोब तेजी से छोटा हो जाता है और उच्च कोण लोब बड़ा हो जाता है, क्षैतिज दिशाओं में विकिरण शक्ति को कम करता है, और इसलिए लाभ को कम करता है। इस वजह से, कई एंटेना ऊपर की लंबाई का उपयोग नहीं करते हैं $$\tfrac{5}{8} \lambda$$ या 0.625 लहर जैसे-जैसे एंटीना लंबा होता जाता है, पैटर्न अधिक लोबों में विभाजित होता है, उनके बीच नल (शून्य विकिरण शक्ति की दिशाएं) होते हैं।

विद्युत रूप से छोटे जमीनी विमानों का सामान्य प्रभाव, साथ ही साथ पृथ्वी के मैदानों को अपूर्ण रूप से संचालित करना, अधिकतम विकिरण की दिशा को उच्च ऊंचाई वाले कोणों तक झुकाना और लाभ को कम करना है। ग्राउंड सिस्टम के साथ वास्तविक क्वार्टर वेव एंटेना का लाभ लगभग है dBi

लाभ और इनपुट प्रतिबाधा
[[File:Vpol dual band blade antenna blade L1 3D.jpg|thumb|बहु-लॉबेड विकिरण पैटर्न $vi$ तरंग दैर्ध्य मोनोपोल।मोनोपोल एंटेना तक $3⁄2$ वेवलेंथ लॉन्ग में एक एकल "लोब" होता है, जिसमें क्षेत्र की ताकत क्षैतिज दिशा में अधिकतम से एकरस रूप से मोनोटोनिक रूप से घटती है, लेकिन लंबे समय तक एकाधिकार में कई शंक्वाकार "लोब" (विकिरण मैक्सिमा) के साथ अधिक जटिल पैटर्न होते हैं जो आकाश में कोणों पर निर्देशित होते हैं।]

क्योंकि यह केवल जमीन के विमान के ऊपर की जगह में विकिरण करता है, या एक द्विध्रुवीय एंटीना के आधे स्थान पर, एक पूरी तरह से अनंत ग्राउंड प्लेन पर एक मोनोपोल एंटीना में दो बार (3 & nbsp;| DB]] क्योंकि यह केवल ग्राउंड प्लेन के ऊपर के स्थान में, या द्विध्रुवीय एंटीना के आधे स्थान में विकिरण करता है, एक पूरी तरह से संचालित अनंत ग्राउंड प्लेन पर एक मोनोपोल एंटीना का दोगुना लाभ होगा (3) dB से अधिक) एक समान द्विध्रुवीय एंटीना का लाभ, और एक विकिरण प्रतिरोध एक द्विध्रुवीय का आधा। चूँकि अर्ध-तरंग द्विध्रुव में 2.19. का लाभ होता है डीबीआई और 73. का विकिरण प्रतिरोध ओम, एक चौथाई-लहर ( $$\tfrac{1}{4} \lambda $$ ) मोनोपोल का लाभ 2.19 + 3.0 = 5.2 dBi और विकिरण प्रतिरोध लगभग 36.8 होगा। ओह्स। एंटीना इस लंबाई में गुंजयमान है, इसलिए इसका इनपुट प्रतिबाधा विशुद्ध रूप से प्रतिरोधक है। इनपुट प्रतिबाधा के नीचे कैपेसिटिव रिएक्शन है $$\tfrac{1}{4} \lambda $$ और आगमनात्मक प्रतिक्रिया $$\tfrac{1}{4} \lambda $$ को $$\tfrac{1}{2} \lambda ~.$$

इस खंड में दिए गए लाभ केवल तभी प्राप्त होते हैं जब एंटीना पूरी तरह से संचालित अनंत जमीन के विमान पर लगाया जाता है। कई तरंग दैर्ध्य से छोटे विशिष्ट कृत्रिम जमीनी विमानों के साथ, लाभ 1 से 3. होगा डीबीआई कम, क्योंकि कुछ क्षैतिज विकिरण शक्ति विमान के किनारे के आसपास निचले आधे स्थान में विवर्तित हो जाएगी। इसी तरह एक प्रतिरोधक पृथ्वी की जमीन पर, पृथ्वी में अवशोषित शक्ति के कारण लाभ कम होगा।

जैसे-जैसे लंबाई अगली गुंजयमान लंबाई तक पहुंचती है - अर्ध-तरंग दैर्ध्य ( $$\tfrac{1}{2} \lambda $$ ) - लाभ कुछ बढ़ कर 6.0. हो जाता है डीबीआई । चूंकि इस लंबाई पर एंटीना के फीडपॉइंट पर एक करंट नोड होता है, इसलिए इनपुट प्रतिबाधा बहुत अधिक होती है। यदि एंटीना असीम रूप से पतला होता तो यह अनंत होता, लेकिन विशिष्ट मोटाई वाले मोनोपोल के लिए यह लगभग 800-2,000. होता है ओम, और एक स्टेप-अप ट्रांसफार्मर के माध्यम से खिलाया जाता है।

लाभ लगभग 6.6. की अधिकतम वृद्धि तक जारी है पांच-आठवें तरंग दैर्ध्य की लंबाई पर dBi $$\tfrac{5}{8} \lambda$$ इसलिए यह ग्राउंड वेव एंटेना और स्थलीय संचार एंटेना के लिए एक लोकप्रिय लंबाई है। इनपुट प्रतिबाधा लगभग 40. तक गिर जाती है उस लंबाई पर ओह। एंटीना की प्रतिक्रिया कैपेसिटिव है $$\tfrac{1}{2} \lambda $$ को $$\tfrac{3}{4} \lambda ~.$$ ऊपर $$\tfrac{5}{8} \lambda $$ क्षैतिज लाभ तेजी से गिरता है क्योंकि दूसरे लोब में उच्च ऊंचाई वाले कोणों पर अधिक शक्ति विकीर्ण होती है।

प्रकार


कम आवृत्तियों पर काम कर रहे मोनोपोल एंटेना के लिए, 20. से नीचे मेगाहर्ट्ज, जमीनी तल आमतौर पर पृथ्वी है; इस मामले में एंटीना जमीन से विद्युत रूप से अलग करने के लिए एक इन्सुलेटर पर जमीन पर घुड़सवार एक लंबवत मस्तूल है। फीडलाइन का एक किनारा मस्तूल से जुड़ा है और दूसरा एंटीना के आधार पर पृथ्वी की जमीन से जुड़ा है। जमीनी प्रतिरोध को कम करने के लिए एंटेना को प्रसारित करने में यह अक्सर एंटेना के आधार के पास एक टर्मिनल से बाहर की ओर दबे हुए तारों का एक रेडियल नेटवर्क होता है। इस डिज़ाइन का उपयोग एमएफ और एलएफ बैंड में रेडियो प्रसारण के लिए नियोजित मास्ट रेडिएटर ट्रांसमिटिंग एंटेना के लिए किया जाता है। कम आवृत्तियों पर एंटीना मस्तूल विद्युत रूप से छोटा होता है, जिससे यह बहुत छोटा विकिरण प्रतिरोध देता है, इसलिए दक्षता बढ़ाने के लिए और विकिरणित शक्ति को कैपेसिटिव रूप से टॉपलोडेड मोनोपोल जैसे कि टी-एंटीना और छाता एंटीना का उपयोग किया जाता है।

वीएचएफ और यूएचएफ आवृत्तियों पर आवश्यक जमीन के आकार का आकार छोटा होता है, इसलिए कृत्रिम जमीन के विमानों का उपयोग जमीन के ऊपर एंटीना को घुमाने की अनुमति देने के लिए किया जाता है। मस्तूल या संरचनाओं पर माउंट करने के लिए इन आवृत्तियों पर एक सामान्य प्रकार का मोनोपोल एंटीना में एक चौथाई-लहर व्हिप एंटीना होता है जिसमें ग्राउंड प्लेन होता है जिसमें 3 या 4 होते हैं तार या छड़ एक चौथाई-लहर लंबी क्षैतिज या तिरछे विकीर्ण होती है जो इसके आधार से फीडलाइन के जमीनी हिस्से से जुड़ी होती है; इसे ग्राउंड-प्लेन एंटीना कहा जाता है। गीगाहर्ट्ज़ आवृत्तियों पर कार की छत या हवाई जहाज के शरीर की धातु की सतह एक अच्छा ग्राउंड प्लेन बनाती है, इसलिए कार सेल फोन एंटेना में छत पर लगे छोटे व्हिप होते हैं, और एयरक्राफ्ट संचार एंटेना में अक्सर एक वायुगतिकीय फेयरिंग में एक छोटा कंडक्टर होता है। धड़ से प्रक्षेपण; इसे ब्लेड एंटीना कहा जाता है

वॉकी-टॉकी और पोर्टेबल एफएम रेडियो जैसे हैंडहेल्ड रेडियो के साथ उपयोग किए जाने वाले क्वार्टर-वेव व्हिप और रबर डकी एंटेना भी मोनोपोल एंटेना हैं। इन पोर्टेबल उपकरणों में एंटीना के पास एक प्रभावी ग्राउंड प्लेन नहीं होता है, ट्रांसमीटर का ग्राउंड साइड इसके सर्किट बोर्ड पर ग्राउंड कनेक्शन से जुड़ा होता है। चूंकि सर्किट बोर्ड ग्राउंड अक्सर ऐन्टेना से छोटा होता है, ऐन्टेना और ग्राउंड संयोजन एक मोनोपोल की तुलना में एक विषम द्विध्रुवीय एंटीना के रूप में अधिक कार्य कर सकते हैं। उन्हें धारण करने वाले व्यक्ति का हाथ और शरीर अल्पविकसित भूमि तल के रूप में कार्य कर सकता है

वायरलेस डिवाइस और सेल फोन एक मोनोपोल संस्करण का उपयोग करते हैं जिसे उल्टे-एफ एंटीना कहा जाता है। मोनोपोल तत्व सर्किट बोर्ड पर जमीनी क्षेत्र के समानांतर झुकता है, इसलिए इसे डिवाइस के मामले में संलग्न किया जा सकता है; आमतौर पर एंटीना मुद्रित सर्किट बोर्ड पर ही तांबे की पन्नी से बना होता है। यदि यह आधार पर संचालित होता है तो यह ज्यामिति एंटीना को बहुत कम प्रतिबाधा देगी। फ़ीड सर्किट (आमतौर पर 50 .) के साथ प्रतिबाधा मिलान में सुधार करने के लिए ओम प्रतिबाधा) एंटीना को शंट फेड किया जाता है, इसके बजाय फीडलाइन को तत्व के साथ एक मध्यवर्ती बिंदु से जोड़ा जाता है, और तत्व का अंत ग्राउंडेड होता है।

यह सभी देखें

 * डुअल-बैंड ब्लेड एंटीना
 * सेलुलर पुनरावर्तक
 * सिग्नल क्षमता
 * मुड़ा हुआ यूनिपोल एंटीना
 * विद्युत लम्बाई