വാർത്ത - ചില സാധാരണ ആന്റിനകളുടെ ആമുഖവും വർഗ്ഗീകരണവും

1. ആന്റിനകളുടെ ആമുഖം
ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, സ്വതന്ത്ര സ്ഥലത്തിനും ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനിനും ഇടയിലുള്ള ഒരു സംക്രമണ ഘടനയാണ് ആന്റിന. ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈൻ ഒരു കോക്സിയൽ ലൈൻ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു പൊള്ളയായ ട്യൂബ് (വേവ്ഗൈഡ്) രൂപത്തിൽ ആകാം, ഇത് ഒരു സ്രോതസ്സിൽ നിന്ന് ഒരു ആന്റിനയിലേക്കോ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു ആന്റിനയിൽ നിന്ന് ഒരു റിസീവറിലേക്കോ വൈദ്യുതകാന്തിക ഊർജ്ജം കൈമാറാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആദ്യത്തേത് ഒരു ട്രാൻസ്മിറ്റിംഗ് ആന്റിനയാണ്, രണ്ടാമത്തേത് ഒരു റിസീവിംഗ് ആന്റിനയാണ്.

ചിത്രം 1 വൈദ്യുതകാന്തിക ഊർജ്ജ പ്രക്ഷേപണ പാത (ഉറവിട-പ്രസരണ രേഖ-ആന്റിന-രഹിത ഇടം)

ചിത്രം 1-ലെ ട്രാൻസ്മിഷൻ മോഡിലുള്ള ആന്റിന സിസ്റ്റത്തിന്റെ ട്രാൻസ്മിഷനെ ചിത്രം 2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ Thevenin തത്തുല്യം പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ഇവിടെ ഉറവിടത്തെ ഒരു ആദർശ സിഗ്നൽ ജനറേറ്റർ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനിനെ സ്വഭാവ ഇം‌പെഡൻസ് Zc ഉള്ള ഒരു ലൈൻ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, ആന്റിനയെ ഒരു ലോഡ് ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു. ലോഡ് റെസിസ്റ്റൻസ് RL ആന്റിന ഘടനയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ചാലകതയെയും ഡൈഇലക്ട്രിക് നഷ്ടങ്ങളെയും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, അതേസമയം Rr ആന്റിനയുടെ റേഡിയേഷൻ പ്രതിരോധത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ആന്റിന വികിരണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഇം‌പെഡൻസിന്റെ സാങ്കൽപ്പിക ഭാഗത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ റിയാക്റ്റൻസ് XA ഉപയോഗിക്കുന്നു. അനുയോജ്യമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ, സിഗ്നൽ ഉറവിടം ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന എല്ലാ ഊർജ്ജവും ആന്റിനയുടെ റേഡിയേഷൻ ശേഷിയെ പ്രതിനിധീകരിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന റേഡിയേഷൻ പ്രതിരോധം Rr-ലേക്ക് മാറ്റണം. എന്നിരുന്നാലും, പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളിൽ, ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനിന്റെയും ആന്റിനയുടെയും സവിശേഷതകൾ കാരണം കണ്ടക്ടർ-ഡൈലെക്ട്രിക് നഷ്ടങ്ങളും ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനിനും ആന്റിനയ്ക്കും ഇടയിലുള്ള പ്രതിഫലനം (പൊരുത്തക്കേട്) മൂലമുണ്ടാകുന്ന നഷ്ടങ്ങളും ഉണ്ട്. ഉറവിടത്തിന്റെ ആന്തരിക പ്രതിരോധം കണക്കിലെടുത്ത് ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനിനെയും പ്രതിഫലന (പൊരുത്തക്കേട്) നഷ്ടങ്ങളെയും അവഗണിച്ച്, കൺജഗേറ്റ് മാച്ചിംഗിന് കീഴിൽ ആന്റിനയ്ക്ക് പരമാവധി പവർ നൽകുന്നു.

ചിത്രം 2

ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനും ആന്റിനയും തമ്മിലുള്ള പൊരുത്തക്കേട് കാരണം, ഇന്റർഫേസിൽ നിന്നുള്ള പ്രതിഫലിക്കുന്ന തരംഗം ഉറവിടത്തിൽ നിന്ന് ആന്റിനയിലേക്കുള്ള ഇൻസിഡന്റ് വേവിനൊപ്പം സൂപ്പർഇമ്പോസ് ചെയ്യപ്പെടുകയും ഒരു സ്റ്റാൻഡിംഗ് വേവ് രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയെയും സംഭരണത്തെയും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒരു സാധാരണ റെസൊണന്റ് ഉപകരണവുമാണ്. ചിത്രം 2-ലെ ഡോട്ട് ഇട്ട രേഖ ഒരു സാധാരണ സ്റ്റാൻഡിംഗ് വേവ് പാറ്റേൺ കാണിക്കുന്നു. ആന്റിന സിസ്റ്റം ശരിയായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടില്ലെങ്കിൽ, ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനിന് ഒരു വേവ്ഗൈഡായും ഊർജ്ജ പ്രക്ഷേപണ ഉപകരണമായും പ്രവർത്തിക്കുന്നതിനുപകരം ഒരു വലിയ പരിധി വരെ ഒരു ഊർജ്ജ സംഭരണ ഘടകമായി പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും.
ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈൻ, ആന്റിന, സ്റ്റാൻഡിംഗ് തരംഗങ്ങൾ എന്നിവ മൂലമുണ്ടാകുന്ന നഷ്ടങ്ങൾ അഭികാമ്യമല്ല. കുറഞ്ഞ നഷ്ടമുള്ള ട്രാൻസ്മിഷൻ ലൈനുകൾ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലൂടെ ലൈൻ നഷ്ടങ്ങൾ കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും, അതേസമയം ചിത്രം 2-ൽ RL പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന നഷ്ട പ്രതിരോധം കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ ആന്റിന നഷ്ടങ്ങൾ കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും. ആന്റിനയുടെ (ലോഡ്) ഇം‌പെഡൻസിനെ ലൈനിന്റെ സ്വഭാവ ഇം‌പെഡൻസുമായി പൊരുത്തപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ സ്റ്റാൻഡിംഗ് തരംഗങ്ങൾ കുറയ്ക്കാനും ലൈനിലെ ഊർജ്ജ സംഭരണം കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.
വയർലെസ് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, ഊർജ്ജം സ്വീകരിക്കുന്നതിനോ പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യുന്നതിനോ പുറമേ, ചില ദിശകളിൽ വികിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും മറ്റ് ദിശകളിൽ വികിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജത്തെ അടിച്ചമർത്തുന്നതിനും ആന്റിനകൾ സാധാരണയായി ആവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, കണ്ടെത്തൽ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് പുറമേ, ആന്റിനകൾ ദിശാസൂചന ഉപകരണങ്ങളായും ഉപയോഗിക്കണം. പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി ആന്റിനകൾ വിവിധ രൂപങ്ങളിൽ ആകാം. അത് ഒരു വയർ, ഒരു അപ്പർച്ചർ, ഒരു പാച്ച്, ഒരു എലമെന്റ് അസംബ്ലി (അറേ), ഒരു റിഫ്ലക്ടർ, ഒരു ലെൻസ് മുതലായവ ആകാം.

വയർലെസ് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ സിസ്റ്റങ്ങളിൽ, ആന്റിനകൾ ഏറ്റവും നിർണായക ഘടകങ്ങളിലൊന്നാണ്. നല്ല ആന്റിന രൂപകൽപ്പനയ്ക്ക് സിസ്റ്റം ആവശ്യകതകൾ കുറയ്ക്കാനും മൊത്തത്തിലുള്ള സിസ്റ്റം പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്താനും കഴിയും. ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ആന്റിനകൾ ഉപയോഗിച്ച് പ്രക്ഷേപണ സ്വീകരണം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ കഴിയുന്ന ടെലിവിഷനാണ് ഒരു മികച്ച ഉദാഹരണം. മനുഷ്യർക്ക് കണ്ണുകൾ എങ്ങനെയാണോ അതുപോലെയാണ് ആശയവിനിമയ സംവിധാനങ്ങൾക്ക് ആന്റിനകൾ.

2. ആന്റിന വർഗ്ഗീകരണം
1. വയർ ആന്റിന
കാറുകൾ, കെട്ടിടങ്ങൾ, കപ്പലുകൾ, വിമാനങ്ങൾ, ബഹിരാകാശ പേടകങ്ങൾ തുടങ്ങി എല്ലായിടത്തും കാണപ്പെടുന്നതിനാൽ വയർ ആന്റിനകൾ ഏറ്റവും സാധാരണമായ ആന്റിനകളിൽ ഒന്നാണ്. ചിത്രം 3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ നേർരേഖ (ഡൈപോൾ), ലൂപ്പ്, സർപ്പിളം എന്നിങ്ങനെ വിവിധ ആകൃതിയിലുള്ള വയർ ആന്റിനകളുണ്ട്. ലൂപ്പ് ആന്റിനകൾ വൃത്താകൃതിയിൽ മാത്രമല്ല ഉണ്ടാകേണ്ടത്. അവ ദീർഘചതുരം, ചതുരം, ഓവൽ അല്ലെങ്കിൽ മറ്റേതെങ്കിലും ആകൃതിയിൽ ആകാം. ലളിതമായ ഘടന കാരണം വൃത്താകൃതിയിലുള്ള ആന്റിനയാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായത്.

ചിത്രം 3

2. അപ്പർച്ചർ ആന്റിനകൾ
കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ ആന്റിനകളുടെ ആവശ്യകതയും ഉയർന്ന ആവൃത്തികളുടെ ഉപയോഗവും വർദ്ധിച്ചുവരുന്നതിനാൽ അപ്പേർച്ചർ ആന്റിനകൾ വലിയ പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. ചില തരം അപ്പേർച്ചർ ആന്റിനകൾ (പിരമിഡൽ, കോണാകൃതിയിലുള്ള, ചതുരാകൃതിയിലുള്ള ഹോൺ ആന്റിനകൾ) ചിത്രം 4-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. വിമാനങ്ങളുടെയും ബഹിരാകാശ പേടകങ്ങളുടെയും പ്രയോഗങ്ങൾക്ക് ഈ തരം ആന്റിന വളരെ ഉപയോഗപ്രദമാണ്, കാരണം അവ വിമാനത്തിന്റെയോ ബഹിരാകാശ പേടകത്തിന്റെയോ പുറം ഷെല്ലിൽ വളരെ സൗകര്യപ്രദമായി ഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. കൂടാതെ, കഠിനമായ ചുറ്റുപാടുകളിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിക്കുന്നതിന് അവയെ ഡൈഇലക്ട്രിക് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഒരു പാളി കൊണ്ട് മൂടാം.

ചിത്രം 4

3. മൈക്രോസ്ട്രിപ്പ് ആന്റിന
1970-കളിൽ മൈക്രോസ്ട്രിപ്പ് ആന്റിനകൾ വളരെ പ്രചാരത്തിലായി, പ്രധാനമായും ഉപഗ്രഹ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി. ആന്റിനയിൽ ഒരു ഡൈഇലക്ട്രിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റും ഒരു ലോഹ പാച്ചും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ലോഹ പാച്ചിന് നിരവധി വ്യത്യസ്ത ആകൃതികൾ ഉണ്ടാകാം, ചിത്രം 5-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന ചതുരാകൃതിയിലുള്ള പാച്ച് ആന്റിനയാണ് ഏറ്റവും സാധാരണമായത്. മൈക്രോസ്ട്രിപ്പ് ആന്റിനകൾക്ക് താഴ്ന്ന പ്രൊഫൈൽ ഉണ്ട്, പ്ലാനർ, നോൺ-പ്ലാനർ പ്രതലങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്, നിർമ്മിക്കാൻ ലളിതവും വിലകുറഞ്ഞതുമാണ്, കർക്കശമായ പ്രതലങ്ങളിൽ ഘടിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഉയർന്ന കരുത്ത് ഉണ്ട്, കൂടാതെ MMIC ഡിസൈനുകളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. വിമാനം, ബഹിരാകാശ പേടകം, ഉപഗ്രഹങ്ങൾ, മിസൈലുകൾ, കാറുകൾ, മൊബൈൽ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ഉപരിതലത്തിൽ പോലും അവ ഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ അനുരൂപമായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാനും കഴിയും.

ചിത്രം 5

4. അറേ ആന്റിന
പല ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കും ആവശ്യമായ റേഡിയേഷൻ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഒരൊറ്റ ആന്റിന മൂലകത്തിന് നേടിയെടുക്കാൻ കഴിഞ്ഞേക്കില്ല. ആന്റിന അറേകൾക്ക് സംശ്ലേഷണം ചെയ്ത മൂലകങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള വികിരണം ഒന്നോ അതിലധികമോ നിർദ്ദിഷ്ട ദിശകളിൽ പരമാവധി വികിരണം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ഒരു സാധാരണ ഉദാഹരണം ചിത്രം 6 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.

ചിത്രം 6

5. റിഫ്ലക്ടർ ആന്റിന
ബഹിരാകാശ പര്യവേഷണത്തിന്റെ വിജയം ആന്റിന സിദ്ധാന്തത്തിന്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികാസത്തിനും കാരണമായി. അൾട്രാ-ലോംഗ്-ഡിസ്റ്റൻസ് ആശയവിനിമയത്തിന്റെ ആവശ്യകത കാരണം, ദശലക്ഷക്കണക്കിന് മൈലുകൾ അകലെ സിഗ്നലുകൾ കൈമാറുന്നതിനും സ്വീകരിക്കുന്നതിനും വളരെ ഉയർന്ന ഗെയിൻ ആന്റിനകൾ ഉപയോഗിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഈ ആപ്ലിക്കേഷനിൽ, ചിത്രം 7 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന പാരബോളിക് ആന്റിനയാണ് ഒരു സാധാരണ ആന്റിന രൂപം. ഈ തരത്തിലുള്ള ആന്റിനയ്ക്ക് 305 മീറ്ററോ അതിൽ കൂടുതലോ വ്യാസമുണ്ട്, കൂടാതെ ദശലക്ഷക്കണക്കിന് മൈലുകൾ അകലെ സിഗ്നലുകൾ കൈമാറുന്നതിനോ സ്വീകരിക്കുന്നതിനോ ആവശ്യമായ ഉയർന്ന ഗെയിൻ കൈവരിക്കുന്നതിന് ഇത്രയും വലിയ വലിപ്പം ആവശ്യമാണ്. ചിത്രം 7 (സി) ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, റിഫ്ലക്ടറിന്റെ മറ്റൊരു രൂപം ഒരു കോർണർ റിഫ്ലക്ടറാണ്.

ചിത്രം 7

6. ലെൻസ് ആന്റിനകൾ
അനാവശ്യമായ വികിരണ ദിശകളിലേക്ക് വ്യാപിക്കുന്നത് തടയാൻ ലെൻസുകൾ പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നത് സംഭവ ചിതറിയ ഊർജ്ജത്തെ കൂട്ടിയിടിപ്പിക്കാനാണ്. ലെൻസിന്റെ ജ്യാമിതി ഉചിതമായി മാറ്റുന്നതിലൂടെയും ശരിയായ മെറ്റീരിയൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിലൂടെയും, അവയ്ക്ക് വിവിധ തരത്തിലുള്ള വ്യതിചലന ഊർജ്ജത്തെ തലം തരംഗങ്ങളാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും. പാരബോളിക് റിഫ്ലക്ടർ ആന്റിനകൾ പോലുള്ള മിക്ക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന ആവൃത്തികളിൽ, അവ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ കുറഞ്ഞ ആവൃത്തികളിൽ അവയുടെ വലുപ്പവും ഭാരവും വളരെ വലുതായിത്തീരുന്നു. ലെൻസ് ആന്റിനകളെ അവയുടെ നിർമ്മാണ വസ്തുക്കൾ അല്ലെങ്കിൽ ജ്യാമിതീയ രൂപങ്ങൾ അനുസരിച്ച് തരം തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, അവയിൽ ചിലത് ചിത്രം 8 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.