काउंटरपोइज़ (ग्राउंड सिस्टम)





इलेक्ट्रानिक्स और रेडियो संचार में, काउंटरपोइज़ निलंबित क्षैतिज तारों या केबलों (या एक धातु स्क्रीन) का एक नेटवर्क है, जिसका उपयोग रेडियो एंटीना (रेडियो) प्रणाली में पृथ्वी (बिजली) (ग्राउंड (बिजली)) कनेक्शन के विकल्प के रूप में किया जाता है। इसका उपयोग रेडियो ट्रांसमीटर या रिसीवर के साथ किया जाता है जब उच्च मिट्टी प्रतिरोध (बिजली) के कारण सामान्य पृथ्वी का उपयोग नहीं किया जा सकता है या जब कोई एंटीना जमीनी स्तर से ऊपर लगाया जाता है, उदाहरण के लिए, किसी इमारत पर। इसमें साधारणतया एक तार या जमीन के समानांतर क्षैतिज तारों का नेटवर्क होता है, जो एंटीना के नीचे जमीन के ऊपर लटका होता है, जो रिसीवर या ट्रांसमीटर के ग्राउंड तार से जुड़ा होता है। काउंटरपोइज़ एक बड़े संधारित्र की एक प्लेट के रूप में कार्य करता है, जिसमें पृथ्वी की विद्युत चालकता परतें दूसरी प्लेट के रूप में कार्य करती हैं। वायरलेस टेलीग्राफी युग में रेडियो के पहले दशक, 1890 के दशक के दौरान मार्कोनी (मोनोपोल) एंटीना के साथ काउंटरपोइज़ विकसित हुआ, लेकिन इसकी विशेष रूप से ब्रिटिश रेडियो अग्रणी ओलिवर लॉज द्वारा वकालत की गई थी, और उनके सहयोगी अलेक्जेंडर मुइरहेड द्वारा पेटेंट कराया गया 1907 में.

कार्य सिद्धांत
काउंटरपोइज़ का उपयोग साधारणतया रेडियो ट्रांसमीटरों के लिए एंटीना (रेडियो) में किया जाता है जहां एक अच्छा अर्थ ग्राउंड (बिजली) कनेक्शन नहीं बनाया जा सकता है।

3 मेगाहर्ट्ज से कम आवृत्तियों पर उपयोग किए जाने वाले मोनोपोल एंटीना, जैसे एएम प्रसारण के लिए उपयोग किए जाने वाले मास्ट रेडिएटर एंटेना, के लिए ट्रांसमीटर को एंटीना के नीचे पृथ्वी से विद्युत रूप से कनेक्ट करने की आवश्यकता होती है; इसे ज़मीन (बिजली) (या पृथ्वी) कहा जाता है। जमीन एंटीना तत्व से विस्थापन धारा प्राप्त करने और इसे ट्रांसमीटर से  फीड लाइन  पर वापस करने के लिए एक संधारित्र प्लेट के रूप में कार्य करती है। ग्राउंड कनेक्शन में कम प्रतिरोध (बिजली) होना चाहिए, क्योंकि यह पूर्ण एंटीना करंट को वहन करता है और ग्राउंड कनेक्शन में कोई भी प्रतिरोध ट्रांसमीटर से बिजली को नष्ट कर देगा। रेडियो ट्रांसमीटरों के लिए कम-प्रतिरोध वाले मैदान साधारणतया जमीन में दबे हुए केबलों के नेटवर्क से निर्मित होते हैं। हालाँकि, सूखी, रेतीली या पथरीली मिट्टी वाले क्षेत्रों में ज़मीन में उच्च प्रतिरोध होता है, इसलिए कम प्रतिरोध वाला ज़मीन कनेक्शन नहीं बनाया जा सकता है। इन मामलों में, एक प्रतिरूप का उपयोग किया जाता है। एक अन्य परिस्थिति जिसमें काउंटरपोइज़ का उपयोग किया जाता है वह तब होता है जब एंटीना मस्तूल के नीचे दबी हुई जमीन के लिए मिट्टी उपलब्ध नहीं होती है, जैसे कि किसी शहर में या किसी ऊंची इमारत के शीर्ष पर स्थित एंटेना में।

काउंटरपोइज़ के लिए एक सामान्य डिज़ाइन जमीन से कुछ फीट ऊपर निलंबित रेडियल तारों की एक श्रृंखला है, जो एंटीना के आधार से एक स्टार पैटर्न में सभी दिशाओं में फैली हुई है, जो केंद्र में जुड़ा हुआ है। काउंटरपोइज़ एक बड़े संधारित्र की एक प्लेट के रूप में कार्य करता है, पृथ्वी में प्रवाहकीय परतें दूसरी प्लेट के रूप में कार्य करती हैं।  चूँकि ट्रांसमीटर से  आकाशवाणी आवृति  प्रत्यावर्ती धाराएँ एक संधारित्र से होकर गुजर सकती हैं, काउंटरपोइज़ कम-प्रतिरोध वाले ग्राउंड कनेक्शन के रूप में कार्य करता है। काउंटरपोइज़ सिस्टम के तारों में कोई बंद लूप नहीं होना चाहिए, क्योंकि एंटीना के मजबूत क्षेत्र इसमें गोलाकार धाराओं को प्रेरित करेंगे जो ट्रांसमीटर शक्ति को नष्ट कर देंगे।

कम आवृत्तियों पर उपयोग
काउंटरपोइज़ का सबसे बड़ा उपयोग कम आवृत्ति (एलएफ) और बहुत कम आवृत्ति (वीएलएफ) बैंड पर ट्रांसमीटरों में होता है, क्योंकि वे जमीन प्रतिरोध के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं। रेडियो तरंगों की बड़ी तरंग दैर्ध्य के कारण, इन आवृत्तियों पर उपयोग किए जाने वाले संभावित एंटेना विद्युत लंबाई वाले होते हैं, उनकी लंबाई ऑपरेटिंग आवृत्ति पर मौलिक अनुनाद लंबाई की तुलना में छोटी होती है, जो तरंग दैर्ध्य का एक-चौथाई है। एंटेना का विकिरण प्रतिरोध (वह प्रतिरोध जो रेडियो तरंगों के रूप में उत्सर्जित शक्ति का प्रतिनिधित्व करता है) कम हो जाता है क्योंकि उनकी लंबाई एक चौथाई तरंग दैर्ध्य की तुलना में छोटी हो जाती है, इसलिए एलएफ और वीएलएफ बैंड पर एंटेना का विकिरण प्रतिरोध बहुत कम होता है, अक्सर एक ओम तक कम होता है। एंटीना-ग्राउंड सर्किट में अन्य, बड़े प्रतिरोध ट्रांसमीटर की शक्ति के महत्वपूर्ण हिस्से का उपभोग कर सकते हैं। ऐन्टेना-ग्राउंड सर्किट में सबसे बड़ा प्रतिरोध अक्सर ग्राउंड सिस्टम होता है, और ट्रांसमीटर शक्ति को इसके और विकिरण प्रतिरोध के बीच आनुपातिक रूप से विभाजित किया जाता है, इसलिए बर्बाद ट्रांसमीटर पावर को कम करने के लिए ग्राउंड सिस्टम के प्रतिरोध को बहुत कम रखना पड़ता है।

हालाँकि, कम आवृत्तियों पर, उच्च चालकता वाली मिट्टी में भी एक अच्छी जमीनी प्रणाली का प्रतिरोध ट्रांसमीटर शक्ति के एक बड़े हिस्से की खपत कर सकता है। प्रतिरोध का एक अन्य स्रोत कम आवृत्तियों पर बड़ी त्वचा की गहराई के कारण एंटीना के पास जमीन में रेडियो तरंगों के प्रवेश से ढांकता हुआ नुकसान है। इसलिए, विशेष रूप से वीएलएफ आवृत्तियों पर, ग्राउंड सिस्टम प्रतिरोध को कम करने के लिए, कभी-कभी दफन जमीन के बजाय बड़े काउंटरपोइज़ का उपयोग किया जाता है, जिससे अधिक ट्रांसमीटर शक्ति को विकिरणित किया जा सकता है।

कभी-कभी एक काउंटरपोइज़ को एक साधारण जमीन के साथ जोड़ दिया जाता है, जिसमें एक काउंटरपोइज़ बनाने के लिए एंटीना के आधार के पास जमीन के ऊपर दबे हुए रेडियल ग्राउंड केबल लाए जाते हैं। एंटीना के आधार के आसपास काउंटरपोइज़ का क्षेत्र अक्सर जमीन की धाराओं को कम करने के लिए जमीन को ढाल देने के लिए तांबे की स्क्रीनिंग से ढका होता है।

आकार
रेडियो कार्य के लिए उपयोग किए जाने वाले काउंटरपोइज़ का आकार संचारित आवृत्ति की तरंग दैर्ध्य पर निर्भर करता है। एक मोनोपोल ऐन्टेना के साथ, काउंटरपोइज़ एक समतल ज़मीन  के रूप में कार्य करता है, जो ऐन्टेना द्वारा नीचे की ओर उत्सर्जित रेडियो तरंगों को दर्शाता है। पर्याप्त रूप से प्रदर्शन करने के लिए, काउंटरपोइज़ को एंटीना टॉवर से सभी दिशाओं में कम से कम आधी तरंग दैर्ध्य का विस्तार करना चाहिए। उदाहरण के लिए, एक मध्यम-तरंग रेडियो स्टेशन के लिए काउंटरपोइज़ को डिजाइन करने में, रेडियो-तरंगें अधिकतम होती हैं 566 m लंबा। इसलिए, जवाबी कार्रवाई का विस्तार होना चाहिए 282 mटावर से एक घेरा बनाएं 566 m दायरे में।

यह भी देखें

 * कैपेसिटेंस हैट (बहुविकल्पी) - ग्राउंड सिस्टम का ऊंचा समकक्ष
 * मोनोपोल एंटीना
 * टेस्ला कॉइल

बाहरी संबंध

 * Papalexopoulos, A. D., 										 										 								  										 											Meliopoulos, A. P., "Frequency Dependent Characteristics of Grounding Systems". Power Delivery, IEEE Transactions, vol. 2 issue 4 (Oct. 1987), pp. 1073–1081