एंटीना सरणी: Difference between revisions

From Vigyanwiki
(Created page with "{{Merge from|Planar array radar|discuss=Talk:Antenna array#Proposed merge of Planar array radar into Antenna array|date=March 2023}} File:Eight bay bowtie TV antenna.jpg|thu...")
 
No edit summary
Line 89: Line 89:


<math>F(u)=\sum_{n=1}^{N}I_n\,e^{jk\,x_nu}</math>
<math>F(u)=\sum_{n=1}^{N}I_n\,e^{jk\,x_nu}</math>
कहाँ <math>N</math> एंटीना तत्वों की संख्या है, <math>k</math> तरंग संख्या है, <math>I_n</math> और <math>x_n</math> (मीटर में) क्रमशः जटिल उत्तेजना गुणांक और एन-वें रेडिएटर की स्थिति है, <math>u=\sin\theta\cos\phi</math>, साथ <math>\theta</math> और <math>\phi</math> क्रमशः आंचल कोण और दिगंश कोण होना। यदि आसन्न तत्वों के बीच की दूरी स्थिर है, तो यह लिखा जा सकता है कि <math>x_{n+1}-x_n=d</math>, और सरणी को आवधिक कहा जाता है। सरणी आवधिक रूप से (भौतिक रूप से) और चर दोनों में होती है <math>u</math>. उदाहरण के लिए, अगर <math>d=\lambda/2</math>, साथ <math>\lambda</math> तरंग दैर्ध्य होने के नाते, सरणी कारक के परिमाण की अवधि, के डोमेन में होती है <math>u</math>, के बराबर <math>2</math>. यह जोर देने योग्य है <math>u</math> सहायक चर है। वास्तव में, भौतिक दृष्टिकोण से, के मूल्य <math>u</math> विकिरण संबंधी उद्देश्यों के लिए रुचि रखने वाले अंतराल में आते हैं <math>[-1,1]</math>, जो के मूल्यों के साथ जुड़ा हुआ है  <math>\theta</math> और <math>\phi</math>. इस मामले में अंतराल [-1,1] को दृश्य स्थान कहा जाता है। जैसा कि आगे दिखाया गया है, यदि चर की परिभाषा <math>u</math> बदलता है, दृश्य स्थान का विस्तार भी उसी के अनुसार बदलता है।
कहाँ <math>N</math> एंटीना तत्वों की संख्या है, <math>k</math> तरंग संख्या है, <math>I_n</math> और <math>x_n</math> (मीटर में) क्रमशः जटिल उत्तेजना गुणांक और एन-वें रेडिएटर की स्थिति है, <math>u=\sin\theta\cos\phi</math>, साथ <math>\theta</math> और <math>\phi</math> क्रमशः आंचल कोण और दिगंश कोण होना। यदि आसन्न तत्वों के बीच की दूरी स्थिर है, तो यह लिखा जा सकता है कि <math>x_{n+1}-x_n=d</math>, और सरणी को आवधिक कहा जाता है। सरणी आवधिक रूप से (भौतिक रूप से) और चर दोनों में होती है <math>u</math>. उदाहरण के लिए, यदि <math>d=\lambda/2</math>, साथ <math>\lambda</math> तरंग दैर्ध्य होने के नाते, सरणी कारक के परिमाण की अवधि, के डोमेन में होती है <math>u</math>, के बराबर <math>2</math>. यह जोर देने योग्य है <math>u</math> सहायक चर है। वास्तव में, भौतिक दृष्टिकोण से, के मूल्य <math>u</math> विकिरण संबंधी उद्देश्यों के लिए रुचि रखने वाले अंतराल में आते हैं <math>[-1,1]</math>, जो के मूल्यों के साथ जुड़ा हुआ है  <math>\theta</math> और <math>\phi</math>. इस मामले में अंतराल [-1,1] को दृश्य स्थान कहा जाता है। जैसा कि आगे दिखाया गया है, यदि चर की परिभाषा <math>u</math> बदलता है, दृश्य स्थान का विस्तार भी उसी के अनुसार बदलता है।


अब, मान लीजिए कि उत्तेजना गुणांक सकारात्मक वास्तविक चर हैं। इस मामले में, हमेशा के डोमेन में <math>u</math>, सरणी कारक परिमाण में अधिकतम मान के साथ एक मुख्य पालि है <math>u=0</math>, मेनलोब कहा जाता है, मेनलोब की तुलना में कई माध्यमिक लोब कम होते हैं, जिन्हें साइडलोब्स कहा जाता है और मेनलोब प्रतिकृतियां झंझरी-लोब कहलाती हैं। ग्रेटिंग लोब ट्रांसमिशन और रिसेप्शन दोनों में नुकसान का स्रोत हैं। वास्तव में, संचरण में, वे अवांछित दिशाओं में विकिरण का कारण बन सकते हैं, जबकि, रिसेप्शन में, वे अस्पष्टता का स्रोत हो सकते हैं क्योंकि मेनलोब क्षेत्र में प्रवेश करने वाले वांछित संकेत क्षेत्रों में प्रवेश करने वाले अन्य संकेतों (अवांछित हस्तक्षेप संकेतों) से दृढ़ता से परेशान हो सकते हैं। विभिन्न झंझरी पालियों की। इसलिए, आवधिक सरणियों में, झंझरी लोबों (दृश्यमान स्थान में) की उपस्थिति को रोकने के लिए, आसन्न रेडिएटर्स के बीच की दूरी एक विशिष्ट मान से अधिक नहीं होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, जैसा कि पहले देखा गया है, के लिए पहली झंझरी लोब <math>d=\lambda/2</math> इसमें घटित <math>u=\pm2</math>. इसलिए, इस मामले में, कोई समस्या नहीं है, क्योंकि इस तरह, झंझरी लोब अंतराल [-1,1] के बाहर हैं।
अब, मान लीजिए कि उत्तेजना गुणांक सकारात्मक वास्तविक चर हैं। इस मामले में, हमेशा के डोमेन में <math>u</math>, सरणी कारक परिमाण में अधिकतम मान के साथ एक मुख्य पालि है <math>u=0</math>, मेनलोब कहा जाता है, मेनलोब की तुलना में कई माध्यमिक लोब कम होते हैं, जिन्हें साइडलोब्स कहा जाता है और मेनलोब प्रतिकृतियां झंझरी-लोब कहलाती हैं। ग्रेटिंग लोब ट्रांसमिशन और रिसेप्शन दोनों में नुकसान का स्रोत हैं। वास्तव में, संचरण में, वे अवांछित दिशाओं में विकिरण का कारण बन सकते हैं, जबकि, रिसेप्शन में, वे अस्पष्टता का स्रोत हो सकते हैं क्योंकि मेनलोब क्षेत्र में प्रवेश करने वाले वांछित संकेत क्षेत्रों में प्रवेश करने वाले अन्य संकेतों (अवांछित हस्तक्षेप संकेतों) से दृढ़ता से परेशान हो सकते हैं। विभिन्न झंझरी पालियों की। इसलिए, आवधिक सरणियों में, झंझरी लोबों (दृश्यमान स्थान में) की उपस्थिति को रोकने के लिए, आसन्न रेडिएटर्स के बीच की दूरी एक विशिष्ट मान से अधिक नहीं होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, जैसा कि पहले देखा गया है, के लिए पहली झंझरी लोब <math>d=\lambda/2</math> इसमें घटित <math>u=\pm2</math>. इसलिए, इस मामले में, कोई समस्या नहीं है, क्योंकि इस तरह, झंझरी लोब अंतराल [-1,1] के बाहर हैं।

Revision as of 14:16, 25 April 2023

File:Eight bay bowtie TV antenna.jpg
एक सामान्य प्रकार का सरणी एंटीना, एक परावर्तक सरणी एंटीना UHF टेलीविजन एंटीना। इस उदाहरण में वायर स्क्रीन रिफ्लेक्टर के सामने लगे आठ द्विध्रुवीय एंटीना संचालित तत्व शामिल हैं। X-आकार के द्विध्रुव इसे VHF (174–216 मेगाहर्ट्ज) और UHF (470–700 मेगाहर्ट्ज) टीवी बैंड दोनों को कवर करने के लिए एक विस्तृत बैंडविड्थ देते हैं। इसमें 5 डीबी वीएचएफ और 12 डीबी यूएचएफ और 18 डीबी फ्रंट-टू-बैक अनुपात का लाभ है।
Error creating thumbnail:
बहुत उच्च आवृत्ति वाले रूसी मोबाइल वायु रक्षा राडार, नीबो-एम का बड़ा प्लानर ऐरे एंटीना। इसमें 175 मुड़े हुए द्विध्रुवीय एंटेना होते हैं। एक प्रारंभिक चरणबद्ध सरणी, ऐन्टेना ने एक ऊर्ध्वाधर पंखे के आकार का बीम विकीर्ण किया जो ऐन्टेना के सामने हवाई क्षेत्र में क्षैतिज रूप से बह सकता था।

एक एंटीना सरणी (या सरणी एंटीना) कई कनेक्टेड एंटीना (रेडियो) का एक सेट है जो रेडियो तरंगों को प्रसारित करने या प्राप्त करने के लिए एकल एंटीना के रूप में एक साथ काम करता है। अलग-अलग एंटेना ('तत्व' कहा जाता है) आमतौर पर एक एकल रेडियो रिसीवर या ट्रांसमीटर से फीड लाइन से जुड़े होते हैं जो एक विशिष्ट चरण (तरंगों) संबंध में तत्वों को शक्ति प्रदान करते हैं। वांछित दिशाओं में विकीर्ण शक्ति को बढ़ाने के लिए एक साथ जोड़कर (रचनात्मक हस्तक्षेप) प्रत्येक व्यक्तिगत एंटीना संयोजन और सुपरपोज़िशन सिद्धांत द्वारा विकिरणित रेडियो तरंगें, और अन्य दिशाओं में विकिरित शक्ति को कम करने के लिए रद्द करना (विनाशकारी हस्तक्षेप)। इसी तरह, जब प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, तो अलग-अलग एंटीना लाभ अलग-अलग रेडियो आवृत्ति धाराएं वांछित दिशाओं से प्राप्त संकेतों को बढ़ाने और अवांछित दिशाओं से संकेतों को रद्द करने के लिए सही चरण संबंध के साथ रिसीवर में जोड़ती हैं। अधिक परिष्कृत ऐरे एंटेना में कई ट्रांसमीटर या रिसीवर मॉड्यूल हो सकते हैं, प्रत्येक एक अलग एंटीना तत्व या तत्वों के समूह से जुड़ा होता है।

एक ऐन्टेना सरणी उच्च ऐन्टेना लाभ (दिशात्मकता) प्राप्त कर सकती है, जो कि रेडियो तरंगों का एक संकरा बीम है, जिसे एक तत्व द्वारा प्राप्त किया जा सकता है। सामान्य तौर पर, व्यक्तिगत एंटीना तत्वों की संख्या जितनी अधिक होगी, लाभ उतना ही अधिक होगा और बीम संकरा होगा। कुछ एंटीना सरणियाँ (जैसे सैन्य चरणबद्ध सरणी रडार) हजारों अलग-अलग एंटेना से बनी होती हैं। पाथ विविधता योजना (जिसे MIMO भी कहा जाता है) देने के लिए, उच्च लाभ प्राप्त करने के लिए ऐरे का उपयोग किया जा सकता है[1] जो संचार विश्वसनीयता को विशिष्ट दिशाओं से शून्य (रेडियो) रेडियो फ्रीक्वेंसी हस्तक्षेप तक बढ़ाता है, रेडियो बीम को इलेक्ट्रॉनिक रूप से अलग-अलग दिशाओं में इंगित करने के लिए, और रेडियो दिशा खोज (RDF) के लिए।[2] ऐन्टेना सरणी शब्द का अर्थ आमतौर पर एक संचालित सरणी होता है जिसमें कई समान संचालित तत्व होते हैं जो सभी रिसीवर या ट्रांसमीटर से जुड़े होते हैं। एक परजीवी सरणी में फीडलाइन से जुड़ा एक एकल संचालित तत्व होता है, और अन्य तत्व जो नहीं होते हैं, परजीवी तत्व कहलाते हैं। यह आमतौर पर यागी-उदय एंटीना का दूसरा नाम है।

एक चरणबद्ध सरणी का अर्थ आमतौर पर इलेक्ट्रॉनिक रूप से स्कैन की गई सरणी होती है; एक संचालित सरणी ऐन्टेना जिसमें प्रत्येक व्यक्तिगत तत्व एक कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित एक चरण शिफ्टर के माध्यम से ट्रांसमीटर या रिसीवर से जुड़ा होता है। एंटेना को घुमाए बिना रेडियो तरंगों के बीम को एक विस्तृत कोण पर किसी भी दिशा में तुरंत इंगित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक रूप से चलाया जा सकता है। हालांकि चरणबद्ध सरणी शब्द का प्रयोग कभी-कभी सामान्य सरणी एंटीना के लिए किया जाता है।[2]


सिद्धांत

रेले की कसौटी से, एंटीना की डायरेक्टिविटी, रेडियो तरंगों के बीम की कोणीय चौड़ाई जो इसे उत्सर्जित करती है, एंटीना की चौड़ाई से विभाजित रेडियो तरंगों की तरंग दैर्ध्य के समानुपाती होती है। आकार में एक तरंग दैर्ध्य के आसपास छोटे एंटेना, जैसे क्वार्टर-वेव एंटीना|क्वार्टर-वेव मोनोपोल और अर्ध तरंग द्विध्रुव, ज्यादा डायरेक्टिविटी (एंटीना गेन) नहीं रखते हैं; वे सर्वदिशात्मक एंटेना हैं जो एक विस्तृत कोण पर रेडियो तरंगें विकीर्ण करते हैं। एक दिशात्मक एंटीना (उच्च लाभ एंटीना) बनाने के लिए, जो एक संकीर्ण बीम में रेडियो तरंगों को विकीर्ण करता है, दो सामान्य तकनीकों का उपयोग किया जा सकता है। एक तकनीक बड़ी धातु की सतहों जैसे परवलयिक एंटीना या हॉर्न एंटीना द्वारा सिग्नल प्रतिबिंब का उपयोग करना है, या रेडियो तरंगों की दिशा बदलने के लिए ढांकता हुआ लेंस एंटीना द्वारा अपवर्तन, रेडियो तरंगों को एक कम लाभ एंटीना से बीम में केंद्रित करना है। इस प्रकार को एपर्चर एंटीना कहा जाता है। एक परवलयिक एंटीना इस प्रकार के एंटीना का एक उदाहरण है।

एक दूसरी तकनीक कई एंटेना का उपयोग करना है जो एक ही ट्रांसमीटर या रिसीवर से खिलाए जाते हैं; इसे ऐरे ऐन्टेना या ऐन्टेना ऐरे कहते हैं। यदि धाराओं को उचित चरण (तरंगों) के साथ एंटेना को खिलाया जाता है, तो हस्तक्षेप (तरंग प्रसार) की घटना के कारण अलग-अलग एंटेना से गोलाकार तरंगें विमान तरंगों को बनाने के लिए सरणी के सामने गठबंधन (सुपरपोज़) करती हैं, एक बीम एक विशिष्ट दिशा में यात्रा करने वाली रेडियो तरंगें। जिन दिशाओं में अलग-अलग एंटेना से तरंगें चरण में आती हैं, तरंगें विकीर्ण शक्ति को बढ़ाने के लिए एक साथ (रचनात्मक हस्तक्षेप) जोड़ती हैं। जिन दिशाओं में अलग-अलग तरंगें चरण से बाहर आती हैं, एक लहर की चोटी दूसरी की घाटी के साथ मिलती है, लहरें उस दिशा में विकीर्ण शक्ति को कम करने (विनाशकारी हस्तक्षेप) को रद्द कर देती हैं। इसी तरह, प्राप्त करते समय, वांछित दिशाओं से प्राप्त रेडियो तरंगों से अलग-अलग एंटेना द्वारा प्राप्त दोलन धाराएँ चरण में होती हैं और जब रिसीवर में संयुक्त होती हैं, तो एक दूसरे को सुदृढ़ करती हैं, जबकि अन्य दिशाओं से प्राप्त रेडियो तरंगों से धाराएँ चरण से बाहर होती हैं और जब संयुक्त होती हैं रिसीवर एक दूसरे को रद्द करते हैं।

इस तरह के एंटीना के विकिरण पैटर्न में एक दिशा में एक मजबूत बीम, मुख्य लोब, साथ ही बैठक ्स नामक विभिन्न कोणों पर कमजोर बीम की एक श्रृंखला होती है, जो आमतौर पर अवांछित दिशाओं में अवशिष्ट विकिरण का प्रतिनिधित्व करती है। एंटीना की चौड़ाई जितनी अधिक होगी और घटक एंटीना तत्वों की संख्या उतनी ही अधिक होगी, मुख्य पालि संकरा होगा, और जितना अधिक लाभ प्राप्त किया जा सकता है, और साइडलोब्स उतने ही छोटे होंगे।

ऐरे जिनमें ऐन्टेना तत्वों को चरण में फीड किया जाता है ब्रॉडसाइड सरणियाँ हैं; मुख्य लोब तत्वों के तल के लंबवत उत्सर्जित होता है।

सबसे बड़ा सरणी एंटेना रेडियो खगोल विज्ञान के क्षेत्र में उपयोग किए जाने वाले रेडियो इंटरफेरोमीटर हैं, जिसमें उच्च रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने के लिए बड़े परवलयिक एंटेना वाले कई रेडियो टेलीस्कोप एक साथ एक एंटीना सरणी में जुड़े होते हैं। एपर्चर संश्लेषण नामक तकनीक का उपयोग करके ऐसी सरणी में एंटेना के बीच की दूरी के बराबर व्यास वाले एंटीना का रिज़ॉल्यूशन हो सकता है। बहुत लंबी बेसलाइन इंटरफेरोमेट्री (वीएलबीआई) नामक तकनीक में अलग-अलग महाद्वीपों पर व्यंजनों को जोड़ा गया है, जिससे ऐरे एंटेना का आकार हजारों मील हो गया है।


  • Collinear folded dipole antenna array.jpg

    मुड़े हुए द्विध्रुवों की वीएचएफ कोलीनियर एंटीना सरणी

  • 6 sector site in CDMA.jpg

    सेल फोन टॉवर पर सेक्टर एंटीना (सफेद बार)। समतल, पंखे के आकार का बीम विकीर्ण करते हुए कोलीनियर द्विध्रुव सरणी।

  • SCR-270 Radar Antenna2.jpg

    द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान उपयोग किए गए SCR-270 रडार के 108 मेगाहर्ट्ज परावर्तक ऐरे एंटीना में एक परावर्तक स्क्रीन के सामने 32 अर्ध-तरंग द्विध्रुव एंटेना होते हैं।

  • PAVE PAWS Radar Clear AFS Alaska.jpg

    बैलिस्टिक मिसाइल का पता लगाने, अलास्का के लिए यूएस एयर फ़ोर्स PAVE PAWS फेज़्ड ऐरे 420–450 मेगाहर्ट्ज़ रडार एंटीना। दो वृत्ताकार सरणियाँ प्रत्येक 2677 पार किए गए द्विध्रुव एंटेना से बनी हैं।

  • PAVE PAWS चरणबद्ध सरणी एंटीना में कुछ क्रॉस-द्विध्रुवीय तत्व, बाएं

  • Superturnstile Tx Muehlacker.JPG

    बैटविंग एंटीना वीएचएफ टेलीविजन प्रसारण एंटीना

  • FM broadcasting antenna Willans Hill.jpg

    क्रॉस-डीपोल एफएम रेडियो प्रसारण एंटीना

  • पर्दा सरणी शॉर्टवेव ट्रांसमिटिंग एंटीना, ऑस्ट्रिया। तार द्विध्रुव टावरों के बीच निलंबित कर दिया

    पर्दा सरणी शॉर्टवेव ट्रांसमिटिंग एंटीना, ऑस्ट्रिया। तार द्विध्रुव टावरों के बीच निलंबित कर दिया

  • घूमने वाला दरवाज़ा ऐन्टेना सरणी उपग्रह संचार के लिए प्रयोग किया जाता है

  • Feedingstrips.jpg

    सैटेलाइट टेलीविज़न रिसेप्शन के लिए फ्लैट माइक्रोस्ट्रिप एंटीना।

  • USA.NM.VeryLargeArray.02.jpg

    द बहुत बड़ा ऐरे, सोकोरो, न्यू मैक्सिको में 27 डिश एंटेना के वाई-आकार के ऐरे से बना एक रेडियो दूरबीन

  • HAARP Antenna Grid with Electrical Transformers.jpg

    HAARP, अलास्का में 180 पार किए गए द्विध्रुवों की एक चरणबद्ध सरणी है जो अनुसंधान उद्देश्यों के लिए आयनमंडल में 3–10 मेगाहर्ट्ज रेडियो तरंगों के 3.6 मेगावाट बीम को संचारित कर सकती है

  • Traqueur acquisition.JPG

    उपग्रह ट्रैकिंग एंटीना के रूप में उपयोग किए जाने वाले चार पेचदार एंटेना, प्लेमूर बोडौ, फ्रांस


प्रकार

घटक एंटेना की धुरी विकिरण दिशा से कैसे संबंधित है, इसके आधार पर अधिकांश ऐरे एंटेना को दो वर्गों में विभाजित किया जा सकता है।

  • एक व्यापक सरणी एक या दो आयामी सरणी है जिसमें रेडियो तरंगों के विकिरण (मुख्य पालि) की दिशा एंटेना के विमान के लंबवत होती है। लंबवत विकीर्ण करने के लिए, एंटेना को चरण में खिलाया जाना चाहिए।
  • एक एंडफायर सरणी एक रैखिक सरणी है जिसमें विकिरण की दिशा एंटेना की रेखा के साथ होती है। एंटेना को आसन्न एंटेना के पृथक्करण के बराबर चरण अंतर के साथ खिलाया जाना चाहिए।

ऐसे सरणियाँ भी हैं (जैसे कि चरणबद्ध सरणियाँ) जो इन श्रेणियों में से किसी से संबंधित नहीं हैं, जिसमें विकिरण की दिशा ऐन्टेना अक्ष के किसी अन्य कोण पर है।

  • संचालित सरणी - यह एक सरणी है जिसमें अलग-अलग घटक एंटेना सभी संचालित होते हैं - ट्रांसमीटर या रिसीवर से जुड़े होते हैं। अलग-अलग एंटेना, जो आम तौर पर समान होते हैं, में अक्सर एकल संचालित तत्व होते हैं, जैसे अर्ध-तरंग द्विध्रुव, लेकिन ये बकरी अंधकार या टर्नस्टाइल एंटेना जैसे समग्र एंटेना भी हो सकते हैं।
    • संरेख ऐन्टेना व्यूह - एक ब्रॉडसाइड ऐरे जिसमें कई समान द्विध्रुव एंटेना एक पंक्ति में लंबवत रूप से उन्मुख होते हैं। यह एक उच्च लाभ सर्वदिशात्मक एंटीना है, जिसका उपयोग अक्सर बहुत उच्च आवृत्ति बैंड में दूरदर्शन केन्द्र ों के लिए प्रसारण एंटेना और भूमि मोबाइल रेडियो प्रणाली के लिए बेस स्टेशन एंटेना के रूप में किया जाता है। लैंड मोबाइल टू-वे रेडियो।
      • बैटविंग एंटीना या बैटविंग ऐरे - टेलीविजन प्रसारण के लिए उपयोग किया जाने वाला विशेष वर्टिकल एंटीना जिसमें कई टर्नस्टाइल एंटीना होते हैं। क्रॉस-डिपोल एंटेना एक मस्तूल पर संरेखित होते हैं। व्यापक बैंडविड्थ के साथ उच्च लाभ सर्वदिशात्मक विकिरण पैटर्न।
    • प्लानर सरणी - एंटेना का एक फ्लैट द्वि-आयामी सरणी। चूंकि सर्वदिशात्मक एंटेना की एक सरणी ऐन्टेना के दोनों किनारों से 180 डिग्री के अलावा दो बीमों को विकीर्ण करती है, यह अक्सर या तो एक परावर्तक के सामने लगाया जाता है, या एक यूनिडायरेक्शनल देने के लिए यागी ऐन्टेना या हेलिकल ऐन्टेना एंटेना जैसे निर्देशक एंटेना से बना होता है खुशी से उछलना।
    • परावर्तक व्यूह ऐन्टेना - ऐन्टेना का एक प्लेनर व्यूह, अक्सर एक धातु प्लेट या तार स्क्रीन जैसे फ्लैट परावर्तक के सामने चरण में खिलाया जाने वाला आधा-लहर द्विध्रुव होता है। यह सरणी के लंबवत (ब्रॉडसाइड) रेडियो तरंगों के एकल बीम को विकीर्ण करता है। यूएचएफ टेलीविजन एंटेना और रडार एंटेना के रूप में उपयोग किया जाता है।
      • पर्दा सरणी - एक बाहरी तार शॉर्टवेव ट्रांसमिटिंग एंटीना जिसमें समानांतर तारों के पर्दे से बने एक ऊर्ध्वाधर परावर्तक के सामने निलंबित तार द्विध्रुवों की एक समतल सरणी होती है। शॉर्टवेव प्रसारण स्टेशनों के लिए लंबी दूरी की संचारण एंटीना के रूप में एचएफ बैंड पर उपयोग किया जाता है। चरणबद्ध सरणी के रूप में चलाया जा सकता है।
      • माइक्रोस्ट्रिप एंटीना - एक मुद्रित सर्किट बोर्ड पर निर्मित पैच एंटीना की एक सरणी जिसमें रिवर्स साइड पर तांबे की पन्नी एक परावर्तक के रूप में कार्य करती है। तांबे की पन्नी से बने स्ट्रिपलाइन के माध्यम से तत्वों को खिलाया जाता है। UHF और सैटेलाइट टेलीविजन एंटेना के रूप में उपयोग किया जाता है।

**

File:Phased array animation with arrow 10frames 371x400px 100ms.gif
एनीमेशन दिखा रहा है कि चरणबद्ध सरणी कैसे काम करती है।

चरणबद्ध सरणी सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक रूप से स्कैन की गई सरणी - एक प्लानर सरणी जिसमें ऐन्टेना को भौतिक रूप से स्थानांतरित किए बिना सरणी के सामने एक विस्तृत कोण पर किसी भी दिशा में इंगित करने के लिए बीम को इलेक्ट्रॉनिक रूप से चलाया जा सकता है। ट्रांसमीटर से वर्तमान एक कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित एक चरण शिफ्टर के माध्यम से प्रत्येक घटक एंटीना को खिलाया जाता है। फ़ीड धाराओं के सापेक्ष चरण को बदलकर, बीम को तुरंत अलग-अलग दिशाओं में इंगित किया जा सकता है। व्यापक रूप से सैन्य राडार में उपयोग किया जाता है, यह तकनीक तेजी से नागरिक अनुप्रयोगों में फैल रही है।

      • निष्क्रिय इलेक्ट्रॉनिक रूप से स्कैन किए गए ऐरे (पीईएसए) - ऊपर वर्णित एक चरणबद्ध सरणी, जिसमें चरण शिफ्टर्स के माध्यम से एंटीना तत्वों को एकल ट्रांसमीटर या रिसीवर से खिलाया जाता है।
      • निष्क्रिय इलेक्ट्रॉनिक रूप से स्कैन की गई सरणी (एईएसए) - एक चरणबद्ध सरणी जिसमें प्रत्येक एंटीना तत्व का अपना ट्रांसमीटर और/या रिसीवर मॉड्यूल होता है, जिसे एक केंद्रीय कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। यह दूसरी पीढ़ी की चरणबद्ध सरणी तकनीक एक साथ कई आवृत्तियों पर कई बीमों को विकीर्ण कर सकती है, और इसका उपयोग ज्यादातर परिष्कृत सैन्य रडारों में किया जाता है।
    • अनुरूप एंटीना - एक द्वि-आयामी चरणबद्ध सरणी जो सपाट नहीं है, लेकिन कुछ घुमावदार सतह के अनुरूप है। अलग-अलग तत्व चरण शिफ्टर्स द्वारा संचालित होते हैं जो अलग-अलग पथ की लंबाई के लिए क्षतिपूर्ति करते हैं, जिससे ऐन्टेना को विमान तरंग किरण को विकीर्ण करने की अनुमति मिलती है। वायुगतिकीय ड्रैग को कम करने के लिए, अनुरूप एंटेना अक्सर विमान और मिसाइलों की घुमावदार त्वचा में एकीकृत होते हैं।
    • स्मार्ट एंटीना, पुनः कॉन्फ़िगर करने योग्य एंटीना या अनुकूली सरणी - एक प्राप्त सरणी जो रेडियो तरंगों के आगमन की दिशा का अनुमान लगाती है और उस दिशा में एक मुख्य पालि को संश्लेषित करते हुए इसे प्राप्त करने के लिए अनुकूल रूप से विकिरण पैटर्न का अनुकूलन करती है।[3] एक चरणबद्ध सरणी की तरह इसमें एक कंप्यूटर द्वारा नियंत्रित फीड लाइनों में फेज शिफ्टर्स के साथ कई समान तत्व होते हैं।
  • लॉग-आवधिक एंटीना | लॉग-आवधिक द्विध्रुवीय सरणी (एलपीडीए) - धीरे-धीरे बढ़ती लंबाई के साथ एक पंक्ति में कई द्विध्रुवीय संचालित तत्वों से युक्त एक एंडफायर सरणी। यह एक उच्च लाभ ब्रॉडबैंड एंटीना के रूप में कार्य करता है। टेलीविज़न रिसेप्शन एंटेना और शॉर्टवेव संचार के लिए उपयोग किया जाता है।
  • File:Aerial antenna.JPG
    एक रूफटॉप टेलीविजन एंटीना, एक एंडफायर परजीवी सरणी जिसमें यागी-उद एंटीना और लॉग आवधिक एंटीना एंटीना का संयोजन शामिल है
    परजीवी सरणी - यह एक एंडफ़ायर सरणी है जिसमें एक लाइन में कई एंटीना तत्व होते हैं जिनमें से केवल एक, संचालित तत्व, ट्रांसमीटर या रिसीवर से जुड़ा होता है, जबकि अन्य तत्व, जिन्हें परजीवी तत्व कहा जाता है, नहीं होते हैं। परजीवी तत्व अनुनादक के रूप में कार्य करते हैं, संचालित तत्व से रेडियो तरंगों को अवशोषित करते हैं और ऐन्टेना के विकिरण पैटर्न को संशोधित करने के लिए उन्हें एक अलग चरण के साथ पुन: विकिरण करते हैं, जिससे वांछित दिशा में विकीर्ण शक्ति बढ़ जाती है। चूंकि इनमें केवल एक ही चालित तत्व होता है इसलिए इन्हें सरणियों के बजाय अक्सर एंटेना कहा जाता है।
    • यागी-उडा एंटीना या यागी एंटीना - इस एंडफायर ऐरे में एक पंक्ति में कई अर्ध-तरंग द्विध्रुव तत्व होते हैं। इसमें विकिरण की दिशा में कई निदेशक परजीवी तत्वों के साथ एक एकल संचालित तत्व होता है, और आमतौर पर इसके पीछे एक परावर्तक परजीवी तत्व होता है। वे व्यापक रूप से उच्च आवृत्ति, बहुत उच्च आवृत्ति, और अति उच्च आवृत्ति बैंड पर टेलीविज़न एंटेना, शॉर्टवेव संचार एंटेना और रडार सरणियों में उपयोग किए जाते हैं।
    • क्वाड एंटीना - इसमें एक लाइन में कई पाश एंटीना होते हैं, जिसमें एक चालित लूप और अन्य परजीवी होते हैं। यागी एंटीना के समान कार्य करता है।

आवधिक सरणियाँ

आइए हम एक रेखीय सरणी पर विचार करें जिसके तत्व एक ऑर्थोगोनल कार्टेशियन संदर्भ प्रणाली के एक्स-अक्ष के साथ व्यवस्थित हैं। यह माना जाता है कि रेडिएटर्स का समान अभिविन्यास और विद्युत क्षेत्र का समान ध्रुवीकरण होता है। इसके आधार पर Array factor को इस प्रकार लिखा जा सकता है[4]

कहाँ एंटीना तत्वों की संख्या है, तरंग संख्या है, और (मीटर में) क्रमशः जटिल उत्तेजना गुणांक और एन-वें रेडिएटर की स्थिति है, , साथ और क्रमशः आंचल कोण और दिगंश कोण होना। यदि आसन्न तत्वों के बीच की दूरी स्थिर है, तो यह लिखा जा सकता है कि , और सरणी को आवधिक कहा जाता है। सरणी आवधिक रूप से (भौतिक रूप से) और चर दोनों में होती है . उदाहरण के लिए, यदि , साथ तरंग दैर्ध्य होने के नाते, सरणी कारक के परिमाण की अवधि, के डोमेन में होती है , के बराबर . यह जोर देने योग्य है सहायक चर है। वास्तव में, भौतिक दृष्टिकोण से, के मूल्य विकिरण संबंधी उद्देश्यों के लिए रुचि रखने वाले अंतराल में आते हैं , जो के मूल्यों के साथ जुड़ा हुआ है और . इस मामले में अंतराल [-1,1] को दृश्य स्थान कहा जाता है। जैसा कि आगे दिखाया गया है, यदि चर की परिभाषा बदलता है, दृश्य स्थान का विस्तार भी उसी के अनुसार बदलता है।

अब, मान लीजिए कि उत्तेजना गुणांक सकारात्मक वास्तविक चर हैं। इस मामले में, हमेशा के डोमेन में , सरणी कारक परिमाण में अधिकतम मान के साथ एक मुख्य पालि है , मेनलोब कहा जाता है, मेनलोब की तुलना में कई माध्यमिक लोब कम होते हैं, जिन्हें साइडलोब्स कहा जाता है और मेनलोब प्रतिकृतियां झंझरी-लोब कहलाती हैं। ग्रेटिंग लोब ट्रांसमिशन और रिसेप्शन दोनों में नुकसान का स्रोत हैं। वास्तव में, संचरण में, वे अवांछित दिशाओं में विकिरण का कारण बन सकते हैं, जबकि, रिसेप्शन में, वे अस्पष्टता का स्रोत हो सकते हैं क्योंकि मेनलोब क्षेत्र में प्रवेश करने वाले वांछित संकेत क्षेत्रों में प्रवेश करने वाले अन्य संकेतों (अवांछित हस्तक्षेप संकेतों) से दृढ़ता से परेशान हो सकते हैं। विभिन्न झंझरी पालियों की। इसलिए, आवधिक सरणियों में, झंझरी लोबों (दृश्यमान स्थान में) की उपस्थिति को रोकने के लिए, आसन्न रेडिएटर्स के बीच की दूरी एक विशिष्ट मान से अधिक नहीं होनी चाहिए। उदाहरण के लिए, जैसा कि पहले देखा गया है, के लिए पहली झंझरी लोब इसमें घटित . इसलिए, इस मामले में, कोई समस्या नहीं है, क्योंकि इस तरह, झंझरी लोब अंतराल [-1,1] के बाहर हैं।

एपेरियोडिक एरेज़

जैसा कि ऊपर देखा गया है, जब आसन्न रेडिएटर्स के बीच रिक्ति स्थिर होती है, तो सरणी कारक को झंझरी लोबों की उपस्थिति की विशेषता होती है। साहित्य में, यह पर्याप्त रूप से प्रदर्शित किया गया है कि सरणी कारक की आवधिकता को नष्ट करने के लिए, उसी सरणी की ज्यामिति को भी आवधिक बनाया जाना चाहिए।[5] रेडिएटर्स की स्थिति पर कार्य करना संभव है ताकि ये स्थितियाँ एक-दूसरे के अनुरूप न हों।

एंटीना सरणियों का डिजाइन

एक निश्चित विकिरण पैटर्न प्रदान करने वाली एंटीना सरणी में, हम विचार कर सकते हैं कि फ़ीड नेटवर्क एंटीना सरणी का एक हिस्सा है। इस प्रकार, एंटीना सरणी में एक ही पोर्ट होता है। संकीर्ण बीम का गठन किया जा सकता है, बशर्ते सरणी के प्रत्येक तत्व का चरणबद्ध होना उचित हो। यदि, इसके अलावा, प्रत्येक तत्व (उत्सर्जन के दौरान) द्वारा प्राप्त उत्तेजना के आयाम को भी अच्छी तरह से चुना जाता है, तो विकिरण पैटर्न वाले एकल-पोर्ट सरणी को संश्लेषित करना संभव है जो एक निर्दिष्ट पैटर्न को बारीकी से अनुमानित करता है।[4] सरणियों पर लागू होने पर वर्तमान वितरण में परिवर्तन विकिरण पैटर्न को प्रभावित करने के लिए जाना जाता है।[citation needed] ऐरे पैटर्न सिंथेसिस के लिए कई तरीके विकसित किए गए हैं। विचार किए जाने वाले अतिरिक्त मुद्दे मिलान, विकिरण दक्षता और बैंडविड्थ हैं।

इलेक्ट्रॉनिक रूप से चलाने योग्य ऐन्टेना सरणी का डिज़ाइन अलग है, क्योंकि प्रत्येक तत्व की चरणबद्धता भिन्न हो सकती है, और संभवतः प्रत्येक तत्व के सापेक्ष आयाम भी। यहां, ऐन्टेना सरणी में कई पोर्ट हैं, ताकि मिलान और दक्षता के विषय एकल-पोर्ट मामले की तुलना में अधिक शामिल हों। इसके अलावा, मिलान और दक्षता उत्तेजना पर निर्भर करती है, सिवाय इसके कि जब एंटेना के बीच की बातचीत को अनदेखा किया जा सकता है।

स्थानिक विविधता और/या स्थानिक मल्टीप्लेक्सिंग (जो विभिन्न प्रकार के एमआईएमओ रेडियो संचार हैं) के लिए उपयोग की जाने वाली एंटीना सरणी में हमेशा कई बंदरगाह होते हैं।[6] इसका उद्देश्य उत्सर्जन के दौरान स्वतंत्र उत्तेजना प्राप्त करना और स्वागत के दौरान कम या ज्यादा स्वतंत्र संकेत देना है। यहां भी, मिलान और दक्षता के विषय शामिल हैं, विशेष रूप से एक मोबाइल डिवाइस के एंटीना ऐरे के मामले में (अध्याय 10 देखें) [6]), चूंकि, इस मामले में, एंटीना सरणी का परिवेश उसके व्यवहार को प्रभावित करता है, और समय के साथ बदलता रहता है। उपयुक्त मिलान मेट्रिक्स और दक्षता मेट्रिक्स सबसे खराब संभावित उत्तेजनाओं को ध्यान में रखते हैं। [7]


यह भी देखें

संदर्भ

File:Commons-logo.svg
Wikimedia Commons has media related to Array antennas.
  1. ↑ Poole, Ian (2016). "What is MIMO? Multiple Input Multiple Output Tutorial". Antennas and propagation. Radio-electronics.com (Adrio Communications. Retrieved February 23, 2017.
  2. ↑ 2.0 2.1 Bevelacqua, Peter (2016). "Array Antennas". Antenna-theory.com. Retrieved February 23, 2017.
  3. ↑ Poole, Ian (2016). "Smart Antennas Tutorial". Antennas and propagation. Radio-electronics.com (Adrio Communications). Retrieved February 23, 2017.
  4. ↑ 4.0 4.1 Collin, Robert E. (1985). एंटेना और रेडियोवेव प्रचार. McGraw-Hill. ISBN 0-07-011808-6.
  5. ↑ Steinberg, B. (1972). "बेतरतीब ढंग से स्थित तत्वों वाले चरणबद्ध सरणी का शिखर साइडलोब". IEEE Transactions on Antennas and Propagation (in English). 20 (2): 129–136. doi:10.1109/TAP.1972.1140162. ISSN 0096-1973.
  6. ↑ 6.0 6.1 Sibille, Alain; Oestges, Claude; Zanella, Alberto (2011). MIMO: From Theory to Implementation. Elsevier. ISBN 978-0-12-382194-2.
  7. ↑ Broydé, F.; Clavelier, E. (January 2022). "मल्टीपोर्ट एंटीना ऐरे की विकिरण और ट्रांसड्यूसर क्षमताएं". Excem Research Papers in Electronics and Electromagnetics (4). doi:10.5281/zenodo.5816837.
Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=एंटीना_सरणी&oldid=159442’