ಹೆಲಿಕಲ್ ಆಂಟೆನಾ: ಕಾರ್ಯ ತತ್ವ, ವಿಕಿರಣ ವಿಧಾನಗಳು, ಧ್ರುವೀಕರಣ ಮತ್ತು ಅನ್ವಯಗಳು

ಬಲಗೈ ಮತ್ತು ಎಡಗೈ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕರಣ

ಅಕ್ಷೀಯ-ಮೋಡ್ ಹೆಲಿಕಲ್ ಆಂಟೆನಾದ ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲವೆಂದರೆ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಅದರ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ.

ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ದಿಕ್ಕು ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣ ದಿಕ್ಕನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಒಂದು ಸುರುಳಿಯನ್ನು ಈ ಕೆಳಗಿನವುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬಹುದು:

• RHCP — ಬಲಗೈ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕರಣ
• LHCP — ಎಡಗೈ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕರಣ

ಪ್ರಸಾರ ಮಾಡುವ ಮತ್ತು ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ಆಂಟೆನಾಗಳ ನಡುವಿನ ಸಾಪೇಕ್ಷ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವು ಸ್ಥಿರವಾಗಿರಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದಿದ್ದಾಗ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕರಣವು ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ.

ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಉಪಗ್ರಹಗಳು, ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆ, ವಾಯುಗಾಮಿ ವೇದಿಕೆಗಳು, ತಿರುಗುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ಮೊಬೈಲ್ ಸಂವಹನ ಉಪಕರಣಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಬಹುದು. ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಆಂಟೆನಾ ಈ ಕೋನೀಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸಕ್ಕೆ ಸಂವಹನ ಲಿಂಕ್‌ನ ಸೂಕ್ಷ್ಮತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು.

ಧ್ರುವೀಕರಣ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಇನ್ನೂ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ. RHCP ಆಂಟೆನಾ ಆದರ್ಶಪ್ರಾಯವಾಗಿ RHCP ಆಂಟೆನಾದೊಂದಿಗೆ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ, ಆದರೆ LHCP ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ LHCP ಆಂಟೆನಾದೊಂದಿಗೆ ಜೋಡಿಸಬೇಕು. ವಿರುದ್ಧ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕರಣಗಳು ಗಮನಾರ್ಹ ಧ್ರುವೀಕರಣ ನಷ್ಟಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.

ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನಕ್ಕಾಗಿ,ಅಕ್ಷೀಯ ಅನುಪಾತವೃತ್ತಾಕಾರದ-ಧ್ರುವೀಕರಣದ ಗುಣಮಟ್ಟವನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದರ್ಶ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕೃತ ತರಂಗವು 0 dB ನ ಅಕ್ಷೀಯ ಅನುಪಾತವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಅಪೇಕ್ಷಿತ ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ಕೋನೀಯ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟಪಡಿಸಿದ ಅಕ್ಷೀಯ-ಅನುಪಾತದ ಅವಶ್ಯಕತೆಯ ವಿರುದ್ಧ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಹೆಲಿಕಲ್ ಆಂಟೆನಾ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವ ಅಂಶಗಳು

ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಆಂಟೆನಾದ ವರ್ತನೆಯು ಅದರ ಜ್ಯಾಮಿತಿಗೆ ನಿಕಟ ಸಂಬಂಧ ಹೊಂದಿದೆ.

ಪ್ರಮುಖ ವಿನ್ಯಾಸ ನಿಯತಾಂಕಗಳು ಸೇರಿವೆ:

ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಸುತ್ತಳತೆ

ಆಂಟೆನಾ ಸಾಮಾನ್ಯ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆಯೇ ಅಥವಾ ಅಕ್ಷೀಯ ಮೋಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆಯೇ ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುವಲ್ಲಿ ಸುತ್ತಳತೆ ಮತ್ತು ತರಂಗಾಂತರದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರ ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

ತಿರುವು ಅಂತರ

ಅಂತರವು ಪಕ್ಕದ ತಿರುವುಗಳಲ್ಲಿನ ಪ್ರವಾಹಗಳ ನಡುವಿನ ಹಂತದ ಸಂಬಂಧದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಕಿರಣದ ದಿಕ್ಕು, ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಧ್ರುವೀಕರಣದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ.

ಪಿಚ್ ಆಂಗಲ್

ಸುರುಳಿಯು ತನ್ನ ಅಕ್ಷದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಎಷ್ಟು ವೇಗವಾಗಿ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಪಿಚ್ ಕೋನವು ವಿವರಿಸುತ್ತದೆ. ಸ್ಥಿರ ಅಕ್ಷೀಯ-ಮೋಡ್ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಕಾಪಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಇದು ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕವಾಗಿದೆ.

ತಿರುವುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ

ಹೆಚ್ಚಿನ ತಿರುವುಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ದ್ಯುತಿರಂಧ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ದೇಶನವನ್ನು ಒದಗಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಅವು ಆಂಟೆನಾ ಉದ್ದ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಂಕೀರ್ಣತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತವೆ.

ನೆಲದ ಸಮತಲ

ಪ್ರತಿಫಲಕದ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ಆಕಾರವು ಮುಂದಕ್ಕೆ ವಿಕಿರಣ ಮಾದರಿ, ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಹಿಂದಕ್ಕೆ ವಿಕಿರಣದ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತದೆ.

ಫೀಡ್ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿರೋಧ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ

ಸರಿಯಾದ ಹೆಲಿಕ್ಸ್ ಆಯಾಮಗಳಿದ್ದರೂ ಸಹ, ಕಳಪೆ ಪ್ರತಿರೋಧ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯು ಪ್ರತಿಫಲಿತ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅರಿತುಕೊಂಡ ಆಂಟೆನಾ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವಿನ್ಯಾಸಗಳು ವಿಕಿರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳೊಂದಿಗೆ ರಿಟರ್ನ್ ನಷ್ಟ ಅಥವಾ VSWR ಅನ್ನು ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ.

ವಿಕಿರಣ ಮಾದರಿ ಮತ್ತು ಲಾಭ

ಅಕ್ಷೀಯ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ, ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಆಂಟೆನಾವು ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಅಕ್ಷದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಸರಿಸುಮಾರು ಕೇಂದ್ರೀಕೃತವಾದ ಮುಖ್ಯ ಕಿರಣವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ.

ವಿದ್ಯುತ್ ಉದ್ದ ಮತ್ತು ತಿರುವುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಾದಂತೆ, ಮುಖ್ಯ ಕಿರಣವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಿರಿದಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾ ನಿರ್ದೇಶನ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಪಾರ್ಶ್ವ ಹಾಲೆಗಳು ಸಹ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಉದ್ದವಾದ ಅಥವಾ ಅತ್ಯುತ್ತಮವಲ್ಲದ ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ.

ಆದ್ದರಿಂದ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಕೇವಲ ಲಾಭದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಬಾರದು. ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹಲವಾರು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಪರಿಗಣಿಸುತ್ತಾರೆ:

• ಲಾಭ
• ಸಾಧಿಸಿದ ಲಾಭ
• ಅರ್ಧ-ಶಕ್ತಿಯ ಕಿರಣದ ಅಗಲ
• ಅಕ್ಷೀಯ ಅನುಪಾತ
• VSWR ಅಥವಾ ರಿಟರ್ನ್ ನಷ್ಟ
• ಮುಂಭಾಗ-ಹಿಂಭಾಗದ ಅನುಪಾತ
• ಸೈಡ್-ಲೋಬ್ ಮಟ್ಟ
• ಧ್ರುವೀಕರಣ ಶುದ್ಧತೆ
• ವಿಕಿರಣ ದಕ್ಷತೆ

ಈ ನಿಯತಾಂಕಗಳ ಸಂಯೋಜನೆಯು ಒಂದೇ ಲಾಭ ಮೌಲ್ಯಕ್ಕಿಂತ ಆಂಟೆನಾ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸಂಪೂರ್ಣ ಚಿತ್ರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೆಲಿಕಲ್ ಆಂಟೆನಾಗಳ ಪ್ರಯೋಜನಗಳು

ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಹಲವಾರು ಉಪಯುಕ್ತ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತವೆ:

• ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳ ಯಾಂತ್ರಿಕ ನಿರ್ಮಾಣ
• ಅಕ್ಷೀಯ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ವೃತ್ತಾಕಾರದ-ಧ್ರುವೀಕರಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ
• ಉಪಯುಕ್ತ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್
• ಉತ್ತಮ ನಿರ್ದೇಶನ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ
• ವಿಭಿನ್ನ ಆವರ್ತನ ಶ್ರೇಣಿಗಳಿಗೆ ಸ್ಕೇಲೆಬಲ್ ಜ್ಯಾಮಿತಿ
• ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವ RHCP ಅಥವಾ LHCP ಅನುಷ್ಠಾನ
• ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಅಥವಾ ಆಂಟೆನಾ ಅರೇಗಳಿಗೆ ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ

ವಿನ್ಯಾಸ ಮಿತಿಗಳು

ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾದ ಹಲವಾರು ಅಂಶಗಳಿವೆ:

• ಅಕ್ಷೀಯ-ಮೋಡ್ ವಿನ್ಯಾಸಗಳಿಗೆ ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ಭೌತಿಕ ಉದ್ದ ಬೇಕಾಗಬಹುದು
• ಹೆಚ್ಚಿನ ಗೇನ್‌ಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಿರುವುಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಉದ್ದವಾದ ಆಂಟೆನಾ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ.
• ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ಜ್ಯಾಮಿತೀಯ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಬಲವಾಗಿ ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ.
• ನೆಲದ-ಸಮತಲ ಆಯಾಮಗಳು ವಿಕಿರಣ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಮೇಲೆ ಪ್ರಭಾವ ಬೀರುತ್ತವೆ
• ಫೀಡ್ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ಸರಿಯಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಬೇಕು.
• ಹೆಚ್ಚಿನ ತಿರುವು ಎಣಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಬೆಂಬಲವು ಹೆಚ್ಚು ಮುಖ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.
• ವಿರುದ್ಧ ವೃತ್ತಾಕಾರದ-ಧ್ರುವೀಕರಣ ಇಂದ್ರಿಯಗಳು ಹೆಚ್ಚಿನ ಧ್ರುವೀಕರಣ ಅಸಾಮರಸ್ಯದ ನಷ್ಟವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು.

ವಿಶಿಷ್ಟ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳು

ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ವ್ಯಾಪಕ ಶ್ರೇಣಿಯ RF ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಾಣಬಹುದು, ಅವುಗಳೆಂದರೆ:

• ಉಪಗ್ರಹ ಸಂವಹನ
• ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನೌಕೆ ದೂರಸ್ಥಮಾಪನ ಮತ್ತು ಟ್ರ್ಯಾಕಿಂಗ್
• ನೆಲ-ನಿಲ್ದಾಣ ಸಂವಹನ
• ರೇಡಿಯೋ ಖಗೋಳಶಾಸ್ತ್ರ
• ವಾಯುಗಾಮಿ ಮತ್ತು ಅಂತರಿಕ್ಷ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು
• ಆರ್ಎಫ್ ಟೆಲಿಮೆಟ್ರಿ
• ದಿಕ್ಕಿನ VHF ಮತ್ತು UHF ಕೊಂಡಿಗಳು
• ದೂರಸಂವೇದಿ
• ಆಂಟೆನಾ ಮಾಪನ ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನೆ
• ವೃತ್ತಾಕಾರದ-ಧ್ರುವೀಕರಣ ಪ್ರಯೋಗಗಳು
• ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಪರೀಕ್ಷೆ

RF ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ ಹೆಲಿಕಲ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಏಕೆ ಮುಖ್ಯ?

ಆಂಟೆನಾ ಜ್ಯಾಮಿತಿಯು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ಹೇಗೆ ನಿಯಂತ್ರಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದಕ್ಕೆ ಸುರುಳಿಯಾಕಾರದ ಆಂಟೆನಾ ಒಂದು ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ.

ಸುತ್ತಳತೆ, ಅಂತರ, ಪಿಚ್ ಕೋನ ಮತ್ತು ತಿರುವುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯಂತಹ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಕಾಂಪ್ಯಾಕ್ಟ್ ಬ್ರಾಡ್‌ಸೈಡ್ ರೇಡಿಯೇಟರ್‌ನಿಂದ ದಿಕ್ಕಿನ ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಆಂಟೆನಾಗೆ ಚಲಿಸಬಹುದು.

ವೃತ್ತಾಕಾರದ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಹಾರ್ನ್ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಆಂಟೆನಾ ಅರೇಗಳು, ಉಪಗ್ರಹ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಬ್ರಾಡ್‌ಬ್ಯಾಂಡ್ ಮಾಪನ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಸಂವಹನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಂತಹ ಹೆಚ್ಚು ಮುಂದುವರಿದ ಆಂಟೆನಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುವಾಗ ಭೌತಿಕ ಜ್ಯಾಮಿತಿ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ನಡುವಿನ ಈ ಸಂಬಂಧವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ.

RF ಪರೀಕ್ಷೆ, ಸಂವಹನ, ರಾಡಾರ್, ಆಂಟೆನಾ ಮಾಪನ ಮತ್ತು ಸಿಸ್ಟಮ್ ಏಕೀಕರಣ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ RF MISO ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಘಟಕಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಹೆಲಿಕಲ್ ಆಂಟೆನಾದಂತಹ ಮೂಲಭೂತ ಆಂಟೆನಾ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳಿಗೆ ಆವರ್ತನ ಶ್ರೇಣಿ, ಲಾಭ, ಧ್ರುವೀಕರಣ, ಅಕ್ಷೀಯ ಅನುಪಾತ, ಕಿರಣದ ಅಗಲ, VSWR ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣ ಮಾದರಿ ಸೇರಿದಂತೆ ಪ್ರಮುಖ ನಿಯತಾಂಕಗಳನ್ನು ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.