1. એન્ટેનાનો પરિચય
આકૃતિ 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, એન્ટેના એ ખાલી જગ્યા અને ટ્રાન્સમિશન લાઇન વચ્ચેનું સંક્રમણ માળખું છે. ટ્રાન્સમિશન લાઇન કોએક્સિયલ લાઇન અથવા હોલો ટ્યુબ (વેવગાઇડ) ના સ્વરૂપમાં હોઈ શકે છે, જેનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જાને સ્ત્રોતમાંથી એન્ટેનામાં અથવા એન્ટેનાથી રીસીવરમાં ટ્રાન્સમિટ કરવા માટે થાય છે. પહેલું ટ્રાન્સમિટિંગ એન્ટેના છે, અને બીજું રીસીવિંગ એન્ટેના છે.
આકૃતિ 1 ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જા ટ્રાન્સમિશન પાથ (સ્ત્રોત-ટ્રાન્સમિશન લાઇન-એન્ટેના-મુક્ત જગ્યા)
આકૃતિ 1 ના ટ્રાન્સમિશન મોડમાં એન્ટેના સિસ્ટમનું ટ્રાન્સમિશન આકૃતિ 2 માં બતાવ્યા પ્રમાણે થેવેનિન સમકક્ષ દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જ્યાં સ્ત્રોતને એક આદર્શ સિગ્નલ જનરેટર દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે, ટ્રાન્સમિશન લાઇનને લાક્ષણિક અવબાધ Zc સાથેની રેખા દ્વારા દર્શાવવામાં આવી છે, અને એન્ટેનાને લોડ ZA [ZA = (RL + Rr) + jXA] દ્વારા દર્શાવવામાં આવ્યું છે. લોડ પ્રતિકાર RL એન્ટેના માળખા સાથે સંકળાયેલ વહન અને ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાનનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જ્યારે Rr એન્ટેનાના કિરણોત્સર્ગ પ્રતિકારનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, અને પ્રતિક્રિયા XA નો ઉપયોગ એન્ટેના કિરણોત્સર્ગ સાથે સંકળાયેલ અવબાધના કાલ્પનિક ભાગનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે થાય છે. આદર્શ પરિસ્થિતિઓમાં, સિગ્નલ સ્ત્રોત દ્વારા ઉત્પન્ન થતી બધી ઊર્જા રેડિયેશન પ્રતિકાર Rr માં સ્થાનાંતરિત થવી જોઈએ, જેનો ઉપયોગ એન્ટેનાની કિરણોત્સર્ગ ક્ષમતાનું પ્રતિનિધિત્વ કરવા માટે થાય છે. જો કે, વ્યવહારુ એપ્લિકેશનોમાં, ટ્રાન્સમિશન લાઇન અને એન્ટેનાની લાક્ષણિકતાઓને કારણે વાહક-ડાઇલેક્ટ્રિક નુકસાન થાય છે, તેમજ ટ્રાન્સમિશન લાઇન અને એન્ટેના વચ્ચે પ્રતિબિંબ (અસંગતતા) ને કારણે થતા નુકસાન થાય છે. સ્ત્રોતના આંતરિક અવબાધને ધ્યાનમાં રાખીને અને ટ્રાન્સમિશન લાઇન અને પ્રતિબિંબ (અસંગત) નુકસાનને અવગણીને, કન્જુગેટ મેચિંગ હેઠળ એન્ટેનાને મહત્તમ શક્તિ પૂરી પાડવામાં આવે છે.
આકૃતિ 2
ટ્રાન્સમિશન લાઇન અને એન્ટેના વચ્ચે મેળ ખાતી ન હોવાથી, ઇન્ટરફેસમાંથી પ્રતિબિંબિત તરંગ સ્ત્રોતથી એન્ટેના સુધીના ઘટના તરંગ સાથે સુપરઇમ્પોઝ થાય છે અને સ્ટેન્ડિંગ તરંગ બનાવે છે, જે ઉર્જા સાંદ્રતા અને સંગ્રહનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે અને એક લાક્ષણિક રેઝોનન્ટ ડિવાઇસ છે. આકૃતિ 2 માં ડોટેડ લાઇન દ્વારા એક લાક્ષણિક સ્ટેન્ડિંગ વેવ પેટર્ન બતાવવામાં આવી છે. જો એન્ટેના સિસ્ટમ યોગ્ય રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવી નથી, તો ટ્રાન્સમિશન લાઇન વેવગાઇડ અને એનર્જી ટ્રાન્સમિશન ડિવાઇસ તરીકે નહીં, પણ મોટા પ્રમાણમાં એનર્જી સ્ટોરેજ એલિમેન્ટ તરીકે કાર્ય કરી શકે છે.
ટ્રાન્સમિશન લાઇન, એન્ટેના અને સ્ટેન્ડિંગ વેવ્સથી થતા નુકસાન અનિચ્છનીય છે. લો-લોસ ટ્રાન્સમિશન લાઇન પસંદ કરીને લાઇન લોસ ઘટાડી શકાય છે, જ્યારે આકૃતિ 2 માં RL દ્વારા દર્શાવવામાં આવેલા લોસ રેઝિસ્ટન્સને ઘટાડીને એન્ટેના લોસ ઘટાડી શકાય છે. એન્ટેના (લોડ) ના ઇમ્પિડન્સને લાઇનના લાક્ષણિક ઇમ્પિડન્સ સાથે મેચ કરીને લાઇનમાં સ્ટેન્ડિંગ વેવ્સ ઘટાડી શકાય છે અને ઉર્જા સંગ્રહ ઘટાડી શકાય છે.
વાયરલેસ સિસ્ટમ્સમાં, ઊર્જા પ્રાપ્ત કરવા અથવા પ્રસારિત કરવા ઉપરાંત, એન્ટેના સામાન્ય રીતે ચોક્કસ દિશામાં રેડિયેટેડ ઊર્જાને વધારવા અને અન્ય દિશામાં રેડિયેટેડ ઊર્જાને દબાવવા માટે જરૂરી હોય છે. તેથી, શોધ ઉપકરણો ઉપરાંત, એન્ટેનાનો ઉપયોગ દિશાત્મક ઉપકરણો તરીકે પણ થવો જોઈએ. ચોક્કસ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે એન્ટેના વિવિધ સ્વરૂપોમાં હોઈ શકે છે. તે વાયર, છિદ્ર, પેચ, તત્વ એસેમ્બલી (એરે), પરાવર્તક, લેન્સ વગેરે હોઈ શકે છે.
વાયરલેસ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સમાં, એન્ટેના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ઘટકોમાંનો એક છે. સારી એન્ટેના ડિઝાઇન સિસ્ટમની આવશ્યકતાઓને ઘટાડી શકે છે અને એકંદર સિસ્ટમ કામગીરીમાં સુધારો કરી શકે છે. એક ઉત્તમ ઉદાહરણ ટેલિવિઝન છે, જ્યાં ઉચ્ચ-પ્રદર્શન એન્ટેનાનો ઉપયોગ કરીને પ્રસારણ સ્વાગત સુધારી શકાય છે. એન્ટેના એ સંદેશાવ્યવહાર સિસ્ટમ્સ માટે તે જ છે જે માનવો માટે આંખો માટે છે.
2. એન્ટેના વર્ગીકરણ
1. વાયર એન્ટેના
વાયર એન્ટેના એ એન્ટેનાના સૌથી સામાન્ય પ્રકારોમાંનો એક છે કારણ કે તે લગભગ દરેક જગ્યાએ જોવા મળે છે - કાર, ઇમારતો, જહાજો, વિમાનો, અવકાશયાન, વગેરે. વાયર એન્ટેનાના વિવિધ આકાર હોય છે, જેમ કે સીધી રેખા (દ્વિધ્રુવ), લૂપ, સર્પાકાર, જેમ કે આકૃતિ 3 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. લૂપ એન્ટેના ફક્ત ગોળાકાર હોવા જરૂરી નથી. તે લંબચોરસ, ચોરસ, અંડાકાર અથવા અન્ય કોઈપણ આકારના હોઈ શકે છે. ગોળાકાર એન્ટેના તેની સરળ રચનાને કારણે સૌથી સામાન્ય છે.
આકૃતિ 3
2. બાકોરું એન્ટેના
જટિલ સ્વરૂપોના એન્ટેનાની વધતી માંગ અને ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝના ઉપયોગને કારણે એપરચર એન્ટેના વધુ મોટી ભૂમિકા ભજવી રહ્યા છે. એપરચર એન્ટેનાના કેટલાક સ્વરૂપો (પિરામિડલ, શંકુ અને લંબચોરસ હોર્ન એન્ટેના) આકૃતિ 4 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. આ પ્રકારનો એન્ટેના વિમાન અને અવકાશયાન એપ્લિકેશનો માટે ખૂબ જ ઉપયોગી છે કારણ કે તેને વિમાન અથવા અવકાશયાનના બાહ્ય શેલ પર ખૂબ જ સરળતાથી માઉન્ટ કરી શકાય છે. વધુમાં, કઠોર વાતાવરણથી બચાવવા માટે તેને ડાઇલેક્ટ્રિક સામગ્રીના સ્તરથી ઢાંકી શકાય છે.
આકૃતિ 4
3. માઇક્રોસ્ટ્રીપ એન્ટેના
1970 ના દાયકામાં માઇક્રોસ્ટ્રીપ એન્ટેના ખૂબ જ લોકપ્રિય બન્યા, મુખ્યત્વે સેટેલાઇટ એપ્લિકેશન્સ માટે. એન્ટેનામાં ડાઇલેક્ટ્રિક સબસ્ટ્રેટ અને મેટલ પેચનો સમાવેશ થાય છે. મેટલ પેચમાં ઘણા વિવિધ આકાર હોઈ શકે છે, અને આકૃતિ 5 માં બતાવેલ લંબચોરસ પેચ એન્ટેના સૌથી સામાન્ય છે. માઇક્રોસ્ટ્રીપ એન્ટેનામાં ઓછી પ્રોફાઇલ હોય છે, તે પ્લેનર અને નોન-પ્લેનર સપાટીઓ માટે યોગ્ય છે, ઉત્પાદન કરવા માટે સરળ અને સસ્તું છે, કઠોર સપાટીઓ પર માઉન્ટ કરવામાં આવે ત્યારે ઉચ્ચ મજબૂતાઈ ધરાવે છે, અને MMIC ડિઝાઇન સાથે સુસંગત છે. તેમને વિમાન, અવકાશયાન, ઉપગ્રહો, મિસાઇલો, કાર અને મોબાઇલ ઉપકરણોની સપાટી પર માઉન્ટ કરી શકાય છે અને તેમને અનુરૂપ ડિઝાઇન કરી શકાય છે.
આકૃતિ 5
4. એરે એન્ટેના
ઘણા કાર્યક્રમો દ્વારા જરૂરી રેડિયેશન લાક્ષણિકતાઓ એક જ એન્ટેના તત્વ દ્વારા પ્રાપ્ત થઈ શકતી નથી. એન્ટેના એરે તત્વોમાંથી રેડિયેશનને એક અથવા વધુ ચોક્કસ દિશામાં મહત્તમ રેડિયેશન ઉત્પન્ન કરવા માટે સંશ્લેષિત કરી શકે છે, એક લાક્ષણિક ઉદાહરણ આકૃતિ 6 માં બતાવવામાં આવ્યું છે.
આકૃતિ 6
5. રિફ્લેક્ટર એન્ટેના
અવકાશ સંશોધનની સફળતાને કારણે એન્ટેના સિદ્ધાંતનો ઝડપી વિકાસ પણ થયો છે. અલ્ટ્રા-લોંગ-ડિસ્ટન્સ કોમ્યુનિકેશનની જરૂરિયાતને કારણે, લાખો માઇલ દૂર સિગ્નલો ટ્રાન્સમિટ કરવા અને પ્રાપ્ત કરવા માટે અત્યંત હાઇ-ગેઇન એન્ટેનાનો ઉપયોગ કરવો પડે છે. આ એપ્લિકેશનમાં, એક સામાન્ય એન્ટેના સ્વરૂપ આકૃતિ 7 માં બતાવેલ પેરાબોલિક એન્ટેના છે. આ પ્રકારના એન્ટેનાનો વ્યાસ 305 મીટર કે તેથી વધુ છે, અને લાખો માઇલ દૂર સિગ્નલો ટ્રાન્સમિટ કરવા અથવા પ્રાપ્ત કરવા માટે જરૂરી ઉચ્ચ ગેઇન પ્રાપ્ત કરવા માટે આટલું મોટું કદ જરૂરી છે. રિફ્લેક્ટરનું બીજું સ્વરૂપ કોર્નર રિફ્લેક્ટર છે, જેમ કે આકૃતિ 7 (c) માં બતાવ્યા પ્રમાણે.
આકૃતિ 7
6. લેન્સ એન્ટેના
લેન્સનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઘટના વિખરાયેલી ઊર્જાને અનિચ્છનીય કિરણોત્સર્ગ દિશામાં ફેલાતી અટકાવવા માટે થાય છે. લેન્સની ભૂમિતિને યોગ્ય રીતે બદલીને અને યોગ્ય સામગ્રી પસંદ કરીને, તેઓ વિવિધ પ્રકારની વિચલિત ઊર્જાને સમતલ તરંગોમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. તેનો ઉપયોગ પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર એન્ટેના જેવા મોટાભાગના કાર્યક્રમોમાં થઈ શકે છે, ખાસ કરીને ઉચ્ચ ફ્રીક્વન્સીઝ પર, અને ઓછી ફ્રીક્વન્સીઝ પર તેમનું કદ અને વજન ખૂબ મોટું થઈ જાય છે. લેન્સ એન્ટેનાને તેમની બાંધકામ સામગ્રી અથવા ભૌમિતિક આકાર અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે, જેમાંથી કેટલાક આકૃતિ 8 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે.
આકૃતિ 8
એન્ટેના વિશે વધુ જાણવા માટે, કૃપા કરીને મુલાકાત લો:
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-૧૯-૨૦૨૪
