क्वाड एंटीना
क्वाड एंटीना ऐसा दिशात्मक एंटीना या वायर रेडियो एंटीना (रेडियो) है जो उच्च आवृत्ति और अत्यधिक उच्च आवृत्ति वाले बैंड पर उपयोग किया जाता है। यागी-उदा एंटीना के समान इस क्वाड में संचालित होने वाले तत्व और उससे अधिक परजीवी तत्व होते हैं, चूंकि क्वाड में, इनमें से प्रत्येक तत्व इसके पाश एंटीना का उपयोग करते है, जो वर्गाकार, गोल या किसी अन्य आकार का हो सकता है। इसका उपयोग रेडियो के उपयोगकर्ता द्वारा एचएफ और वीएचएफ उपयोगी बैंड पर किया जाता है।
इतिहास
क्वाड एंटीना कई आविष्कारों का विकास है।
- 1924 में, मोसेस जैकबसन ने रोम्बिक आकार के लूप एंटीना का पेटेंट कराया गया था।[1]
- 1938 में, जॉर्ज ब्राउन एट अल रोम्बिक आकार और क्वार्टरवेव पक्षों के साथ लूप एंटीना का पेटेंट कराया गया था।[2]
- 1951 में क्लेरेंस सी. मूर, W9LZX जो कि ईसाई मिशनरी थे और एचसीजेबी (एंडीज में शॉर्टवेव मिशनरी रेडियो स्टेशन) में इंजीनियर ने विकसित और पेटेंट करवाया गया था।[3] उन्होंने दो प्रकार से मुड़े हुए लूप एंटीना जिसे उन्होंने क्वाड एंटीना कहा था। इस प्रकार उसे उच्च ऊंचाई की पतली हवा में बीम एंटीना का उपयोग करते समय बड़े कोरोनल डिस्चार्ज के कारण होने वाले विवादों को हल करने के लिए उन्होंने इस एंटीना को विकसित किया था। इस प्रकार मूर अपने एंटीना को खींचे हुए खुले मुड़े हुए द्विध्रुव के रूप में वर्णित करता है। जबकि मूर के पेटेंट का मुख्य बिंदु टू टर्न सिंगल लूप डिज़ाइन था जिसे आज ऐन्टेना नहीं कहा जाता है, पेटेंट में दो तत्व यूनिडायरेक्शनल क्वाड का उल्लेख और चित्रण सम्मिलित है, और उस समय का वर्णन करता है जब फुल वेव लूप अवधारणा विकसित की गई थी।
यह वर्तमान आविष्कार का एक और उद्देश्य है, एक लूप एंटीना जिसमें प्रत्येक मोड़ के चारों ओर एक या अधिक तरंग लंबाई की लंबाई के घुमावों की एक समान संख्या हो यह प्रदान करना संभव हो जाता हैं, जिसमें वास्तव में कोई वोल्टेज घटक उपस्थित नहीं हैं और केवल वोल्टेज वर्तमान में आसन्न भुजाओं के बीच प्रतिबाधा के कारण उत्पन्न होता हैं।
1942 की गर्मियों के समय पोसोराजा, इक्वाडोर में अपनी छोटी छुट्टी पर हम अपने साथ लगभग एक सौ पाउंड की इंजीनियरिंग संदर्भ पुस्तकें ले गए, यह निर्धारित करते हुए कि भगवान की सहायता से हम अपनी समस्या का समाधान कर सकते हैं। वहाँ अपनी बाँस की झोपड़ी के फर्श पर हमने उन सभी संदर्भ पुस्तकों को खोल दिया जो हम अपने साथ लाए थे और मौलिक एंटीना डिजाइन पर घंटों काम किया। हमारी प्रार्थनाओं का उत्तर दिया जाना चाहिए था, क्योंकि धीरे-धीरे जैसे-जैसे हमने काम किया, एक क्वाड-आकार के एंटीना की दृष्टि धीरे-धीरे एक लूप एंटीना की नई अवधारणा के साथ बढ़ी, जिसमें तत्वों का कोई अंत नहीं था, और अपेक्षाकृत उच्च संचारण प्रतिबाधा और उच्च लाभ का संयोजन था।
- मूर के डिजाइन ने कोरोनल डिस्चार्ज से हस्तक्षेप को समाप्त कर दिया था। इसके अंतिम प्रभाव के कारण इसे यागी में निहित कर दिया गया है, इस प्रकार यह इस चतुर्भुज में अनुपस्थित है क्योंकि इसके तत्वों का कोई अंत नहीं है। किन्तु इसके अन्य लाभ भी सामने आए हैं। इस प्रकार ऊपर दिए गए उद्धरण में उल्लिखित उच्च प्रतिबाधा को कम धारा में अनुवादित किया जाता है और इस प्रकार इस संचरण रेखाओं पर कम हानि होती हैं, और लाभ यागी की तुलना में अधिक होता है।
- 1957 में जेम्स शेरिफ मैककैग ने क्यूबिकल को मल्टी-बैंड क्वाड एंटीना के रूप में जाना जाने वाला पेटेंट कराया गया था।[4]
- 1960 में रुडोल्फ बॉमगार्टनर ने स्विस क्वाड का पेटेंट कराया गया था।[5][6]
- 1969 में वर्नर बोल्ड ने DJ4VM क्वाड का आविष्कार किया था।[7]
- 1971 में हैंस एफ. रूकर्ट ने मोनो-लूप ट्राई-बैंड क्यूबिकल क्वाड का आविष्कार किया था।[8]
एक यागी-उद पर लाभ
क्वाड एंटेना के कठोर परीक्षण से यागी-उदय एंटेना की तुलना में निम्नलिखित लाभ दिखाई देते हैं।[9]
ध्रुवीकरण
ध्रुवीकरण को लंबवत दिशा से क्षैतिज दिशा में परिवर्तित करना सरल है।
मल्टीबैंड एंटीना
मल्टीबैंड यागी एंटीना की तुलना में मल्टीबैंड क्वाड एंटीना डिजाइन करना अत्यधिक सरल है।
उच्च लाभ
2-एलिमेंट क्वाड का 3-एलिमेंट यागी के समान लाभ होता है: द्विध्रुव पर लगभग 7.5 dB हैं। इसी प्रकार 3-तत्व वाले चतुर्भुज में 3-तत्व वाले यागी की तुलना में अधिक लाभ होता है। चूंकि क्वाड एलिमेंट्स को जोड़ने से कम रिटर्न मिलता है। इस प्रकार इस कारण विलियम ऑर से उद्धृत करते हुए इसका उपयोग किया गया था, जबकि बीस या तीस परजीवी निदेशकों वाले परजीवी बीम कुशल, उच्च लाभ एंटेना हैं, ऐसा प्रतीत होता है, जिसमें क्वाड सरणी के लिए परजीवी पाश तत्वों की अधिकतम व्यावहारिक संख्या चार या पांच तक सीमित है।
विकिरण प्रतिरोध
विकिरण प्रतिरोध जमीन के ऊपर एंटीना की ऊंचाई को तत्वों के बीच की दूरी और पर्यावरण की स्थिति से प्रभावित होता है। चूंकि यागी की तुलना में इसका मान अधिक होगा और 50 ओम समाक्षीय फ़ीड से अधिक निकटता के समान होगा।
निचला बूम ऊंचाई
एक दो-तत्व, तीन-बैंड क्वाड, जिसमें तत्व केवल 35 फ़ीट ऊपर लगे होते हैं, उन स्थितियों में अच्छा प्रदर्शन देंगे जहां यागी नहीं होगा।[10]
कम उछाल
विलियम ऑर की किताब[11] के अनुसार 6″10″ की बूम लंबाई के साथ 10-15-20 मीटर, 2-एलिमेंट क्वाड दिखाई देता हैं।
आंतरिक रूप से ढेर करने योग्य
मल्टीबैंड क्वाड के एंटेना के बीच इंटरेक्शन अधिक कम होता है, भले ही सिंगल फीड लाइन से फीड किया गया हो।
निचला विकिरण कोण
रूट के अनुसार (2008)[12] किसी असत्य प्रमाण को 50 वर्षों से निर्गित किया जाता है कि क्वाड्स पहले बैंड को संवृत करते हैं, जो बताता है कि क्वाड्स यागियों की तुलना में कम विकिरण कोण प्रदर्शित करते हैं; कंप्यूटर मॉडलिंग ऐसा कोई अंतर दिखाने में विफल रहता है। इस प्रकार इस रूट का प्रस्ताव है कि प्रत्येक तत्व के ऊर्ध्वाधर पक्ष वास्तव में निम्न कोण घटक को विकीर्ण कर सकते हैं।[12]
अन्य एंटेना की तुलना में हानि
बैंडविड्थ
यदि अधिकतम लाभ के लिए इसे परिवर्तित किया जाता है, तो 3-तत्वों वाले क्वाड एंटीना के लिए बैंडविड्थ का मान सीमित रहता हैं: इस डिजाइन के अनुरूप आवृत्ति से विचलन परजीवी तत्वों की निकट-अनुनाद स्थिति को असंतुलित कर देता हैं। चूंकि निर्देशक तत्वों को लंबा करना जिससे लगभग 1 dB लाभ का त्याग करना सरल हो जाता हैं, अधिक व्यापक बैंडविड्थ की अनुमति देता है।
रखरखाव
क्वाड 3-आयामी एंटीना है इसलिए रखरखाव कठिन हो सकता है। इसका कारण झुके हुए टॉवरों के साथ लंबी सीढ़ी या बाल्टी रूपी ट्रक की आवश्यकता होती है। इसके लिए ऐसे उपकरणों का उपयोग किया जाता हैं जो टॉवर को जमीन पर झुकाने की अनुमति देते हैं जिससे कि क्यूबिकल क्वाड एंटीना, घूर्णन या टॉवर पर कार्य किया जा सके। इस प्रकार यह क्वाड लूप को रास्ते से बाहर घुमाकर कार्य करता है। जब टावर परिचालन स्थिति में होता है तो तत्व स्थिति में बंद हो जाते हैं (लॉकिंग तंत्र गुरुत्वाकर्षण द्वारा संचालित होता है)।
ई-जेड-ओ भिन्नता
2008 में, डैनियल मिल्स, N8PPQ, ने ऐन्टेना डिज़ाइन किया जो क्वाड डिज़ाइन पर सुधार हो सकता है। उनका E-Z-O ऐन्टेना विद्युत तत्वों को सहारा देने के लिए कठोर ध्रुवों के अतिरिक्त लचीली डाइइलेक्ट्रिक ट्यूबों का उपयोग करता है। वह मुख्य रूप से गोलाकार रूप के कारण क्वाड पर थोड़ा अधिक लाभ का प्रमाण स्थापित करता है।
इस प्रकार बाहरी बैंड में उपस्थित तत्वों पर प्रसारित प्रभाव का परिमाण आश्चर्यजनक होता हैं। इस प्रकार इष्टतम तत्व की लंबाई को स्थापित करने के लिए इसके प्रयोग की आवश्यक थी। इस संदर्भ में इसका मौलिक रूप नहीं मिलता हैं। इसके फलस्वरूप डेविड जे जेफरीज और अथानासियस कौलोरिस ने बताया कि जहां तक हमें पता है, डाइइलेक्ट्रिक में लूप एंटेना को घेरने पर कोई कार्य नहीं होता है।[13]
संदर्भ
- ↑ U.S. Patent 1747008, Antenna. http://www.google.com/patents/US1747008
- ↑ U.S. Patent 2207781, Ultra high frequency antenna. http://www.google.com/patents/US2207781
- ↑ U.S. Patent 2537191. http://www.google.com/patents/US2537191
- ↑ GB Patent 850974 Improvements relating to composite aerials. http://www.puertobalsillas.com/radio/GB850974A.pdf GB850974A
- ↑ Swiss Patent 384644, Vollgespeiste Richtantenne für Kurz- und Ultrakurzwellen. http://www.puertobalsillas.com/radio/384644.pdf 384644
- ↑ Die Swiss-Quad-Antenne DL-QTC, 1963/10, page 454.
- ↑ Ham Radio August 1969 page 41-46
- ↑ CQ, Januari, 1971,page 41-43.
- ↑ Orr, William I, & Stuart D. Cowan. (1959). All About Cubical Quad Antennas. Radio Publications. ISBN 0-933616-03-1, ISBN 978-0-933616-03-5, LCCN 82080282.
- ↑ ARRL. The ARRL Antenna Book. 17th edition, Chapter 12, p. 12-1 to 12-13.
- ↑ Orr, William I. (1996). W6SAI HF एंटीना हैंडबुक. ISBN 978-0-943016-15-3.
- ↑ 12.0 12.1 Root, Stephen J. (K0SR) (January 2008). "एक क्वाड का डिज़ाइन और निर्माण जो टिकेगा" (PDF). National Contest Journal. ARRL. p. 5. Retrieved 2021-02-25.
- ↑ Jefferies, David; Koulouris, Athanasios (Jan 2003). "Dielectric Loading of ADR Antennas: Experimental Results". Archived from the original on 24 June 2018. Retrieved 9 August 2022.
बाहरी संबंध
- Building a Quad Antenna by Dean VK5DJM.
- Antenas Cúbicas Quad antennas page info by EA1DDO, in Spanish.
- Quad Antenna Gallery Large Quad Antenna gallery with +300 photos.
- N8PPQ N8PPQ's circular quad antenna.
- N6ACH N6ACH Cubical Quad Antenna Calculator.
- WA2OOO WA2OOO Cubical Quad guide to Advantages and Dimensions and Calculator.
- Cubical quad tutorial
