संचार एंटेना के विद्युत प्रदर्शन पैरामीटर क्या हैं?

संचार एंटेना के विद्युत प्रदर्शन पैरामीटर सिग्नल संचरण क्षमता, विकिरण दक्षता और प्रतिबाधा मिलान प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रमुख संकेतक हैं। इन्हें सामान्यतः निम्न प्रकार से वर्गीकृत किया जा सकता है:

1. परिचालन आवृत्ति और परिचालन बैंडविड्थ

किसी एंटेना की बैंडविड्थ उस आवृत्ति सीमा को संदर्भित करती है जिस पर एंटेना के सभी निर्दिष्ट प्रदर्शन संबंधी आवश्यकताएं पूरी होती हैं। परिचालन आवृत्ति एंटेना की बैंडविड्थ के भीतर आने वाली सभी आवृत्तियों को संदर्भित करती है।

क्योंकि परिचालन बैंडविड्थ कई प्रदर्शन मापदंडों द्वारा सीमित होती है, इसलिए उनमें से सबसे संकीर्ण बैंडविड्थ को प्रभावी बैंडविड्थ माना जाना चाहिए। अंतर्निर्मित एंटेना के लिए, विकिरण पैटर्न बैंडविड्थ और ध्रुवीकरण बैंडविड्थ जैसे कारकों द्वारा सीमित बैंडविड्थ आमतौर पर प्रतिबाधा बैंडविड्थ से अधिक होती है। एक सामान्य रूप से उपयोग किया जाने वाला मोटा मापदंड वह आवृत्ति सीमा है जिस पर वोल्टेज स्टैंडिंग वेव अनुपात (VSWR) एक निर्दिष्ट सीमा से नीचे रहता है।

2. वोल्टेज स्टैंडिंग वेव अनुपात (VSWR)

जब एंटेना की इनपुट प्रतिबाधा ट्रांसमिशन लाइन की अभिलाक्षणिक प्रतिबाधा से मेल नहीं खाती (अर्थात, बेमेल होता है), तो इनपुट शक्ति का कुछ हिस्सा वापस परावर्तित हो जाता है। वोल्टेज स्टैंडिंग वेव अनुपात (VSWR) एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो आपतित शक्ति और परावर्तित शक्ति के बीच संबंध को दर्शाता है।

VSWR एंटेना इनपुट प्रतिबाधा से संबंधित है। कुछ मामलों में, इसके स्थान पर प्रतिगमन हानि (RL) या परावर्तन गुणांक (Γ) का उपयोग किया जाता है; ये तीनों एक ही विशेषता का वर्णन करते हैं। इनके बीच संबंध इस प्रकार हैं:

कहाँ:

(P^-) परावर्तित शक्ति है

(P^+) आपतित शक्ति है

(Z_L) एंटीना इनपुट प्रतिबाधा है

(Z_0) संचरण रेखा की अभिलाक्षणिक प्रतिबाधा है।

(U^+) आपतित वोल्टेज है

(U^-) परावर्तित वोल्टेज है

3. प्रतिफल हानि, VSWR और परावर्तन गुणांक के बीच लघुगणकीय रूपांतरण संबंध

रिटर्न लॉस, वीएसडब्ल्यूआर और रिफ्लेक्शन गुणांक, इंपीडेंस मैचिंग प्रदर्शन के विभिन्न निरूपण हैं और इन्हें उपरोक्त सूत्रों का उपयोग करके लॉगरिदमिक रूप से परिवर्तित किया जा सकता है।

4. इनपुट प्रतिबाधा

इनपुट प्रतिबाधा वह प्रतिबाधा है जो एंटेना के इनपुट टर्मिनलों पर मौजूद होती है। एंटेना की इनपुट प्रतिबाधा को ट्रांसमिशन लाइन और कनेक्टर्स की विशिष्ट प्रतिबाधा के अनुरूप होना चाहिए। मोबाइल संचार बेस स्टेशन एंटेना के लिए, नाममात्र इनपुट प्रतिबाधा आमतौर पर 50 Ω होती है, जिसका अर्थ है कि ट्रांसमिशन लाइन और कनेक्टर्स की विशिष्ट प्रतिबाधा भी 50 Ω होनी चाहिए।

5. लाभ

एंटीना गेन विकिरण दिशात्मकता और ऊर्जा रूपांतरण दक्षता के संयुक्त प्रभाव को दर्शाता है। यह दो मुख्य कारकों द्वारा निर्धारित होता है: विकिरण दिशात्मकता और विकिरण दक्षता।

गेन को आमतौर पर डेसिबल (dB) में व्यक्त किया जाता है। डेसिबल एक अनुपात का लघुगणकीय निरूपण है:

उदाहरण के लिए:

dBi इकाई एक आदर्श आइसोट्रोपिक रेडिएटर के सापेक्ष लाभ को दर्शाती है। कुछ मामलों में, dBd का उपयोग किया जाता है, जो अर्ध-तरंग द्विध्रुव के सापेक्ष लाभ को दर्शाता है। रूपांतरण संबंध इस प्रकार है:

उदाहरण के लिए:

6. विकिरण पैटर्न

विकिरण पैटर्न, विकिरणित शक्ति घनत्व या क्षेत्र की तीव्रता में स्थानिक दिशा के साथ होने वाले परिवर्तन का एक चित्रात्मक निरूपण है। विकिरण पैटर्न में क्षैतिज-तल पैटर्न और ऊर्ध्वाधर-तल पैटर्न शामिल हैं।

विकिरण पैटर्न से कई एंटीना विशेषताओं का अवलोकन किया जा सकता है, जैसे कि एंटीना सर्वदिशात्मक है या दिशात्मक, बीमविड्थ, डाउनटिल्ट कोण, नल फिलिंग और साइडलोब दमन। विकिरण प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए, विकिरण पैटर्न अनुकूलन एंटीना डिजाइन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।

एक 3डी विकिरण पैटर्न अंतरिक्ष में समग्र सिग्नल वितरण को दर्शाता है और सभी दिशाओं में सिग्नल की शक्ति का अवलोकन करने की अनुमति देता है।

एक 2डी विकिरण पैटर्न आमतौर पर 3डी पैटर्न को XY, YZ और XZ तलों के साथ काटकर प्राप्त किया जाता है, जो इन तलों में सिग्नल शक्ति वितरण का मात्रात्मक मूल्यांकन प्रदान करता है।