ಶಾರ್ಟ್ ಡಿಪೋಲ್ ಆಂಟೆನಾ: ರಚನೆ, ಕಾರ್ಯ ತತ್ವ ಮತ್ತು ವಿಕಿರಣ ಮಾದರಿ

ಆಂಟೆನಾ ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ಮೂಲ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ ಶಾರ್ಟ್ ಡೈಪೋಲ್ ಆಂಟೆನಾ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಇದು ಸರಳವಾದ ರೇಖೀಯ ತಂತಿ ಆಂಟೆನಾವಾಗಿದ್ದು, ಇದರ ಒಟ್ಟು ಉದ್ದವು ಆಪರೇಟಿಂಗ್ ಸಿಗ್ನಲ್‌ನ ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕಿಂತ ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ. ರಚನೆಯು ತುಂಬಾ ಸರಳವಾಗಿ ಕಂಡುಬಂದರೂ, ಶಾರ್ಟ್ ಡೈಪೋಲ್ ಪ್ರಸ್ತುತ ವಿತರಣೆ, ವಿಕಿರಣ ನಡವಳಿಕೆ, ಆಂಟೆನಾ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ಆಂಟೆನಾ ಗಾತ್ರ ಮತ್ತು ತರಂಗಾಂತರದ ನಡುವಿನ ಸಂಬಂಧವನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಪ್ರಮುಖ ಉಲ್ಲೇಖ ಮಾದರಿಯಾಗಿದೆ.

ಆಂಟೆನಾ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್‌ನಲ್ಲಿ, ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯ ಒಟ್ಟು ಉದ್ದವು ತರಂಗಾಂತರದ ಹತ್ತನೇ ಒಂದು ಭಾಗಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ ಅದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ "ಚಿಕ್ಕದು" ಎಂದು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:

ಎಲ್ \ಫ್ರಾಕ್{\ಲ್ಯಾಂಬ್ಡಾ}{10}

ಇಲ್ಲಿ, (L) ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ವಾಹಕದ ಉದ್ದವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು (\lambda) ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ಆವರ್ತನದಲ್ಲಿನ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನವು ಸ್ಥಿರ ಆವರ್ತನ ಶ್ರೇಣಿಯ ಬದಲು ವಿದ್ಯುತ್ ಉದ್ದವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ. ಬೇರೆ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಒಂದು ಸಣ್ಣ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯು ಅದರ ಭೌತಿಕ ಉದ್ದವು ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿ ಉಳಿಯುವವರೆಗೆ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ವಿಭಿನ್ನ ಆವರ್ತನ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು.

ಆಂಟೆನಾ ವಿದ್ಯುತ್ ಕಡಿಮೆ ಇರುವುದರಿಂದ, ವಾಹಕದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿತರಣೆಯು ಅರ್ಧ-ತರಂಗ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಶಾರ್ಟ್ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯಲ್ಲಿ, ಪ್ರವಾಹವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಫೀಡ್ ಪಾಯಿಂಟ್ ಬಳಿ ಗರಿಷ್ಠವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಾಹಕದ ತುದಿಗಳ ಕಡೆಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಹಕದ ಉದ್ದವು ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುವುದರಿಂದ, ಆಂಟೆನಾ ವಿಕಿರಣಕ್ಕಾಗಿ ಅದರ ಭೌತಿಕ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಬಳಸುವುದಿಲ್ಲ. ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಸಣ್ಣ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ವಿಕಿರಣ ಪ್ರತಿರೋಧ ಮತ್ತು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ವಿಕಿರಣ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ವಾಹಕ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ನಷ್ಟವನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿದಾಗ.

ಇದಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ಮಾದರಿಯು ಅನಂತಸೂಕ್ಷ್ಮ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯಾಗಿದೆ. ಅನಂತಸೂಕ್ಷ್ಮ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯು ತರಂಗಾಂತರಕ್ಕಿಂತ ಉದ್ದವು ತುಂಬಾ ಚಿಕ್ಕದಾದ ಆದರ್ಶೀಕರಿಸಿದ ಆಂಟೆನಾವಾಗಿದೆ. ಇದನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಹೀಗೆ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ:

[\ಡೆಲ್ಟಾ ಎಲ್ \ll \ಲಾಂಬ್ಡಾ]

ಕೆಲವು ಸರಳೀಕೃತ ಆಂಟೆನಾ ಮಾದರಿಗಳಲ್ಲಿ, ಅನಂತಸೂಕ್ಷ್ಮ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯು ಬಹುತೇಕ ಏಕರೂಪದ ವಿದ್ಯುತ್ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ಊಹಿಸಬಹುದು. ಇದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಆಂಟೆನಾ ರಚನೆಯಲ್ಲದಿದ್ದರೂ ಸಹ, ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಿಶ್ಲೇಷಣೆಗೆ ಇದು ಉಪಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಹೆಚ್ಚು ಸಂಕೀರ್ಣವಾದ ಆಂಟೆನಾ ವಿಕಿರಣ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳಲು ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅನಂತಸೂಕ್ಷ್ಮ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯನ್ನು ಬಿಲ್ಡಿಂಗ್ ಬ್ಲಾಕ್ ಆಗಿ ಬಳಸುತ್ತಾರೆ.

ನಿಜವಾದ ಆಂಟೆನಾ ರಚನೆಗಳಲ್ಲಿ, ಕೆಪ್ಯಾಸಿಟಿವ್ ಲೋಡಿಂಗ್ ಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಟಾಪ್-ಲೋಡಿಂಗ್ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಪ್ರಸ್ತುತ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಅಥವಾ ಆಂಟೆನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಭೌತಿಕ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸಬಹುದು. ಈ ಲೋಡಿಂಗ್ ರಚನೆಗಳು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಿಕ್ಕದಾದ ಆಂಟೆನಾವನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಬಳಸುವಂತೆ ಮಾಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಅರ್ಧ-ತರಂಗ ದ್ವಿಧ್ರುವಿನಂತಹ ಪ್ರತಿಧ್ವನಿಸುವ ಆಂಟೆನಾಕ್ಕಿಂತ ಸಣ್ಣ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಕಡಿಮೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ ಎಂಬ ಮೂಲಭೂತ ಅಂಶವನ್ನು ಅವು ಬದಲಾಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ.

ಸಣ್ಣ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯ ವಿಕಿರಣ ಮಾದರಿಯು ಅರ್ಧ-ತರಂಗ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯಂತೆಯೇ ಆಕಾರದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯನ್ನು ಲಂಬವಾಗಿ ಇರಿಸಿದರೆ, ಅದರ ವಿಕಿರಣ ಮಾದರಿಯು ಸಮತಲ ಸಮತಲದಲ್ಲಿ ಸರಿಸುಮಾರು ಸರ್ವದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಆಯಾಮದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಲ್ಲಿ, ಮಾದರಿಯನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಫಿಗರ್-ಎಂಟು ಆಕಾರ ಎಂದು ವಿವರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಗರಿಷ್ಠ ವಿಕಿರಣವು ಆಂಟೆನಾದ ಅಕ್ಷಕ್ಕೆ ಲಂಬವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕನಿಷ್ಠ ವಿಕಿರಣವು ಆಂಟೆನಾ ಅಕ್ಷದ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಇರುತ್ತದೆ.

ಕಡಿಮೆ-ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ಮಧ್ಯಮ-ಆವರ್ತನ ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಣ್ಣ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಆಂಟೆನಾಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಚರ್ಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಲ್ಲಿ ತರಂಗಾಂತರವು ತುಂಬಾ ಉದ್ದವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಭೌತಿಕವಾಗಿ ಅನುರಣಿಸುವ ಆಂಟೆನಾ ನಿರ್ಮಿಸಲು ತುಂಬಾ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರಬಹುದು. ಈ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ, ಸಣ್ಣ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯು ಸಾಂದ್ರೀಕೃತ ಸ್ವೀಕರಿಸುವ ರಚನೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ ಪ್ರತಿರೋಧ ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮತ್ತು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಎಚ್ಚರಿಕೆಯಿಂದ ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕು.

ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದಿಂದ, ಸಣ್ಣ ದ್ವಿಧ್ರುವಿ ಸರಳ ಆಂಟೆನಾ ರೂಪಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನದಾಗಿದೆ. ಆಂಟೆನಾ ಉದ್ದವು ಏಕೆ ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ, ಪ್ರಸ್ತುತ ವಿತರಣೆಯು ವಿಕಿರಣದ ಮೇಲೆ ಹೇಗೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಸಣ್ಣ ಆಂಟೆನಾಗಳಿಗೆ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್‌ಗಳು ಅಥವಾ ಲೋಡಿಂಗ್ ತಂತ್ರಗಳು ಏಕೆ ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ ಎಂಬುದನ್ನು ವಿವರಿಸಲು ಇದು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. RF ಮತ್ತು ಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳಿಗೆ, ಸಣ್ಣ ದ್ವಿಧ್ರುವಿಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ವಿದ್ಯುತ್ ಸಣ್ಣ ಆಂಟೆನಾಗಳು, ಅಳತೆ ಆಂಟೆನಾಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಮುಂದುವರಿದ ಆಂಟೆನಾ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳನ್ನು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡಲು ಉಪಯುಕ್ತ ಅಡಿಪಾಯವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.