लॉग-आवर्ती एंटीना

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लॉग-आवधिक एंटीना, 400-4000 मेगाहर्ट्ज

लॉग-आवधिक एंटीना (एलपी), जिसे लॉग-आवधिक सरणी या लॉग-आवधिक एरियल के रूप में भी जाना जाता है, एक बहु-तत्व, दिशात्मक एंटीना है जिसे आवृत्ति के विस्तृत बैंड पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसका आविष्कार 1952 में जॉन डनलवी ने किया था।

लॉग-आवधिक ऐन्टेना का सबसे सामान्य रूप लॉग-आवधिक द्विध्रुव सरणी या एलपीडीए है, एलपीडीए में धीरे-धीरे बढ़ती लंबाई के आधे-तरंग द्विध्रुव संचालित तत्व होते हैं, प्रत्येक में धातु की छड़ की एक जोड़ी होती है। द्विध्रुव एक पंक्ति में एक साथ जुड़े होते हैं, जो वैकल्पिक चरण (तरंगों) के साथ फीड पंक्ति के समानांतर जुड़े होते हैं। विद्युत रूप से, यह एक साथ जुड़े दो या तीन-तत्व वाले यागी-उदय एंटेना की एक श्रृंखला का अनुकरण करता है, प्रत्येक समूह को एक अलग आवृत्ति पर ट्यून किया जाता है।

एलपीडीए एंटेना कुछ हद तक यागी एंटेना के समान दिखते हैं, जिसमें वे दोनों द्विध्रुव छड तत्वों से युक्त होते हैं जो एक समर्थन बूम के साथ एक पंक्ति में लगे होते हैं, किन्तु वे बहुत अलग विधि से काम करते हैं। एक यागी में तत्वों को जोड़ने से इसकी दिशात्मकता या एंटीना लाभ बढ़ जाता है, जबकि एलपीडीए में तत्वों को जोड़ने से इसकी आवृत्ति प्रतिक्रिया या बैंडविड्थ (संकेत संसाधन) बढ़ जाती है।

एलपीडीए के लिए एक बड़ा अनुप्रयोग छत स्थलीय टेलीविजन एंटीना में है, क्योंकि उनके पास बहुत उच्च आवृत्ति में सामान्य तौर पर 54–88 और 174–216 मेगाहर्ट्ज और अति उच्च आवृत्ति में 470–890 मेगाहर्ट्ज के विस्तृत टेलीविजन बैंड को आवरण करने के लिए बड़ी बैंडविड्थ होनी चाहिए। पर्याप्त फ्रिंज अगवानी के लिए उच्च लाभ भी है। टेलीविज़न अगवानी के लिए एक व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले डिज़ाइन ने वीएचएफ के लिए एक बड़े एलपीडीए के सामने यूएचएफ अगवानी के लिए यागी को जोड़ा है।

मूल अवधारणा

एलपीडीए में सामान्यतः द्विध्रुवीय ऐन्टेना तत्वों की एक श्रृंखला होती है, जिनमें से प्रत्येक में धातु की छड़ की एक जोड़ी होती है, जो ऐन्टेना अक्ष के साथ एक समर्थन बूम के साथ स्थित होती है। आवृत्ति के लघुगणक कार्य के बाद तत्वों को अंतराल पर स्थान दिया जाता है, जिसे डी या सिग्मा के नाम से जाना जाता है। क्रमिक तत्वों की लंबाई और उनके बीच की दूरी धीरे-धीरे बूम के साथ कम हो जाती है। लंबाई के बीच संबंध एक कार्य है जिसे ताउ के रूप में जाना जाता है। सिग्मा और ताउ एलपीडीए डिजाइन के प्रमुख डिजाइन तत्व हैं।[1][2] ऐन्टेना का विकिरण प्रतिरूप दिशाहीन है, जिसमें मुख्य लोब बूम की धुरी के साथ सबसे कम तत्वों के साथ समाप्त होता है। प्रत्येक द्विध्रुवीय तत्व एक तरंग दैर्ध्य पर प्रतिध्वनित होता है जो लगभग उसकी लंबाई के दोगुने के बराबर होता है। एंटीना की बैंडविड्थ (संकेत संसाधन), आवृत्ति श्रेणी जिस पर इसका अधिकतम एंटीना लाभ होता है, लगभग सबसे लंबे और सबसे छोटे तत्व की अनुकंपन आवृत्ति के बीच होता है।

एलपीडीए एंटीना में प्रत्येक तत्व एक संचालित तत्व है, जो विद्युत रूप से फीड पंक्ति से जुड़ा होता है। एक समानांतर तार संचरण पंक्ति सामान्यतः केंद्रीय उछाल के साथ चलती है, और प्रत्येक क्रमिक तत्व इसके विपरीत चरण (तरंगों) में जुड़ा होता है। फीड पंक्ति को अधिकांशतः तत्वों को पकड़े हुए समर्थन बूम पर टेढ़ा-मेढ़ा देखा जा सकता है।[2] एक अन्य सामान्य निर्माण विधि दो समानांतर केंद्रीय समर्थन बूम का उपयोग करना है जो संचरण पंक्ति के रूप में भी कार्य करता है, वैकल्पिक बूम पर द्विध्रुव बढ़ते हैं। लॉग-पीरियोडिक डिज़ाइन के अन्य रूप डिप्लोल्स को संचरण पंक्ति के साथ ही बदलते हैं, लॉग-आवधिक ज़िग-ज़ैग एंटीना बनाते हैं।[3] संचरण तार का सक्रिय तत्व के रूप में उपयोग करने वाले कई अन्य रूप भी उपस्थित हैं।[4]

यागी-उद ऐन्टेना और एलपीडीए डिजाइन पहली नज़र में बहुत समान दिखते हैं, क्योंकि वे दोनों एक समर्थन बूम के साथ कई द्विध्रुवीय तत्वों से बने होते हैं। यागी, चूंकि , संचरण पंक्ति से जुड़ा केवल एक संचालित तत्व है, सामान्यतः सरणी के पीछे से दूसरा, शेष तत्व परजीवी तत्व हैं। बहुत ही संकीर्ण बैंडविड्थ होने में यागी एंटीना एलपीडीए से अलग है।

सामान्य शब्दों में, किसी भी आवृत्ति पर लॉग-पीरियॉडिक डिज़ाइन तीन-तत्व यागी एंटीना के समान कुछ हद तक संचालित होता है; संचालन आवृत्ति पर अनुकंपन के निकटतम द्विध्रुव तत्व एक संचालित तत्व के रूप में कार्य करता है, दो आसन्न तत्वों के साथ निर्देशक और परावर्तक के रूप में लाभ बढ़ाने के लिए, एक निर्देशक के रूप में अभिनय करने वाला छोटा तत्व और एक परावर्तक के रूप में पीछे का तत्व . चूंकि , प्रणाली उससे कुछ अधिक जटिल है, और सभी तत्व कुछ हद तक योगदान करते हैं, इसलिए किसी भी आवृत्ति के लिए लाभ लॉग-आवधिक के किसी एक खंड के समान आयामों के एक यागी से अधिक है। चूंकि , एक लॉग-पीरियॉडिक के समान तत्वों के साथ एक यागी को कहीं अधिक लाभ होगा, क्योंकि वे सभी तत्व एकल संचालित तत्व के लाभ में सुधार कर रहे हैं। एक टेलीविजन एंटीना के रूप में इसके उपयोग में, यूएचएफ के लिए एक यागी के साथ वीएचएफ के लिए लॉग-आवधिक डिजाइन को जोड़ना सामान्य था, दोनों हिस्सों का आकार लगभग बराबर था। इसके परिणामस्वरूप यूएचएफ के लिए, सामान्यतः यागी पक्ष पर 10 से 14 डीबी और लॉग-आवधिक के लिए 6.5 डीबी के क्रम में बहुत अधिक लाभ हुआ।[5] किन्तु यूएचएफ टेलीविजन प्रसारण या यूएचएफ बनाम वीएचएफ के साथ कई समस्याओं के लिए वैसे भी इस अतिरिक्त लाभ की आवश्यकता थी।

यह सख्ती से ध्यान दिया जाना चाहिए आईईईई परिभाषा के अनुसार लॉग-आवधिक आकार एंटेना के लिए ब्रॉडबैंड संपत्ति के साथ संरेखित नहीं होता है।[6][7] [8][9] लॉग-पीरियोडिक एंटेना की ब्रॉडबैंड संपत्ति इसकी स्व-समानता से आती है। एक योजनाकर्ता लॉग-आवधिक एंटीना को स्व-पूरक एंटीना भी बनाया जा सकता है। स्व-पूरक एंटीना, जैसे लघुगणक सर्पिल एंटीना (जो कि लॉग-आवधिक के रूप में वर्गीकृत नहीं हैं, किन्तु आवृत्ति स्वतंत्र एंटेना के बीच भी स्व-समान हैं) या लॉग-आवधिक दांतेदार डिजाइन। वाई. मुशीके ने "सबसे सरल स्व-पूरक प्लानर एंटीना" के लिए η0/2=188.4 Ω की आवृत्तियों पर इसकी बैंडविड्थ सीमाओं के भीतर एक ड्राइविंग बिंदु प्रतिबाधा की खोज की थी ।[10][11][12]

लॉग-आवधिक एंटीना, 250-2400 मेगाहर्ट्ज
लंबवत ध्रुवीकरण के लिए आवर्त लॉग आवर्तित, 140-470 मेगाहर्ट्ज को कवर करता है
एलपी टेलीविजन एंटीना 1963. 54–88 मेगाहर्ट्ज और 174–218 मेगाहर्ट्ज को कवर करता है। तिरछे तत्वों का उपयोग किया गया क्योंकि ऊपरी बैंड पर वे तीसरे हार्मोनिक पर काम करते हैं।
वायर लॉग-आवधिक मोनोपोल एंटीना।

इतिहास

संयुक्त राज्य वायु सेना के लिए काम करते हुए 1952 में जॉन डनलवी द्वारा लॉग आवधिक एंटीना का आविष्कार किया गया था, किन्तु इसके गुप्त वर्गीकरण के कारण इसका श्रेय नहीं दिया गया था।[13] अर्बाना-शैंपेन में इलिनोइस विश्वविद्यालय ने इसबेल और मेयस-कारेल एंटेना का पेटेंट कराया था और विशेष रूप से न्यूयॉर्क में जेएफडी इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए एक पैकेज के रूप में डिजाइन को लाइसेंस दिया था। चैनल मास्टर और ब्लोंडर टंग लैब्स ने पेटेंट को नजरअंदाज कर दिया और उस डिजाइन के आधार पर एंटेना की एक विस्तृत श्रृंखला का उत्पादन किया। ऐन्टेना पेटेंट के संबंध में मुकदमे जो यू.आई. प्रतिष्ठान खो गया 1971 ब्लोंडर-जीभ सिद्धांत में विकसित हुआ। यह मिसाल पेटेंट मुकदमेबाजी को नियंत्रित करती है।।[14]

लघु तरंग प्रसारण एंटेना

अंतरराष्ट्रीय शॉर्टवेव ब्रॉडकास्टिंग स्टेशन, मूसब्रुन, ऑस्ट्रिया में वायर लॉग पीरियोडिक ट्रांसमिटिंग एंटीना। 6.1–23 मेगाहर्ट्ज को कवर करता है
File:LPA antenna suitable for short wave broadcast.png
ज़िग-ज़ैग शॉर्टवेव एलपीए एंटेना का आरेख, काला धातु कंडक्टर दिखाता है, लाल इंसुलेटिंग सपोर्ट दिखाता है

लॉग पीरियोडिक का उपयोग सामान्यतः उच्च शक्ति अंतर्राष्ट्रीय प्रसारण में संचारण एंटीना के रूप में किया जाता है[15] स्टेशन क्योंकि इसकी व्यापक बैंडविड्थ एकल एंटीना को कई लघुतरंग बैंड या अंतर्राष्ट्रीय प्रसारण बैंड में आवृत्तियों पर प्रसारित करने की अनुमति देती है। लॉग-आवधिक ज़िग-ज़ैग डिज़ाइन के साथ 16 खंड तक का उपयोग किया गया है। ये बड़े एंटेना सामान्यतः 6 से 26 मेगाहर्ट्ज को आवरण करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, किन्तु इससे भी बड़े एंटेना बनाए गए हैं जो 2 मेगाहर्ट्ज के रूप में कम काम करते हैं। शक्ति दर्ज़ा 500 किलोवाट तक उपलब्ध हैं। केंद्रीय संचरण पंक्ति से जुड़े तत्वों को समानांतर में संचालित करने के अतिरिक्त, तत्वों को श्रृंखला में संचालित किया जाता है, बाहरी किनारों पर आसन्न तत्व जुड़े होते हैं। यहां दिखाए गए एंटीना में लगभग 14 डीबीआई एंटीना गेन होगा। एक के ऊपर एक और चरण में संचालित दो ऐसे एंटेना से युक्त एक एंटीना सरणी में 17 डीबीआई तक का लाभ होता है।लॉग-आवधिक होने के कारण, ऐन्टेना की मुख्य विशेषताएँ (विकिरण प्रतिरूप, लाभ, चालन बिंदु प्रतिबाधा) 300 Ω फ़ीड पंक्ति से मिलान के साथ इसकी संपूर्ण आवृत्ति श्रेणी पर लगभग स्थिर होती हैं, जो उस सीमा पर 2:1 से बेहतर स्थायी लहर अनुपात प्राप्त करती हैं।

संदर्भ

  1. ↑ The Log-Periodic Dipole Array"
  2. ↑ Jump up to: 2.0 2.1 "लॉग पीरियोडिक डिपोल ऐरे (LPDA)". www.ewh.ieee.org.
  3. ↑ "Log-periodic zig zag antenna", US Patent 3355740
  4. ↑ Photo Archive Of Antennas, Illinois Historic Archive
  5. ↑ Davidson, David (2010). आरएफ और माइक्रोवेव इंजीनियरिंग के लिए कम्प्यूटेशनल इलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स. Cambridge University Press. p. 178. ISBN 978-1-139-49281-2.
  6. ↑ "Log-periodic antenna Any one of a class of antennas having a structural geometry such that its impedance and radiation characteristics repeat periodically as the logarithm of frequency." (see The new IEEE Standard Dictionary of Electrical and Electronics Terms, 1993 ⓒ IEEE.)
  7. ↑ "Log-periodic antenna Any one of a class of antennas having a structural geometry such that its impedance and radiation characteristics repeat periodically as the logarithm of frequency." (see Acknowledgments, and footnote in page 1), Self-Complementary Antennas―Principle of Self-Complementarity for Constant Impedance―, by Mushiake, Yasuto, Springer-Verlag London Ltd., London, 1996.
  8. ↑ Mushiake, Yasuto, "Constant-impedance antennas", J. IECE Japan, 48, 4, pp. 580-584, April 1965. (in Japanese).
  9. ↑ Mushiake, Yasuto (March 1949). "लॉग-आवधिक संरचना एंटेना के लिए कोई ब्रॉड-बैंड संपत्ति प्रदान नहीं करती है". J. IEE Japan. Sm.rim.or.jp. 69 (3): 88. Retrieved 15 January 2014.
  10. ↑ Mushiake, Yasuto (March 1949). "स्व-पूरक संरचना की उत्पत्ति और इसकी निरंतर-प्रतिबाधा संपत्ति की खोज". J. IEE Japan (in 日本語). Sm.rim.or.jp. 69 (3): 88. Retrieved 31 January 2014.
  11. ↑ Mushiake, Yasuto. "अनंत स्वतंत्रता". Sm.rim.or.jp. Retrieved 15 January 2014.
  12. ↑ Rumsey, V. H., Frequency independent antennas, Academic Press, New York and London. 1966. [p. 55]
  13. ↑ John Atkinson (24 August 1996). "Loudspeaker designer John Dunlavy: By the Numbers". Stereophile. page 4.
  14. ↑ "Blonder–Tongue Doctrine Law and Legal Definition". definitions.uslegal.com. USLegal, Inc. Retrieved 2022-05-04.{{cite web}}: CS1 maint: url-status (link)
  15. ↑ "शॉर्टवेव ब्रॉडकास्टर के लिए एंटेना". www.antenna.be.


ग्रन्थसूची

  • John Daniel Kraus (1988). Antennas (Subsequent ed.). McGraw-Hill College. p. 892. ISBN 978-0-070-35422-7. $ 15-5: The Log-Periodic Antenna, p. 703-708.


टिप्पणियाँ

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यह भी देखें

  • स्व-पूरक एंटीना

बाहरी संबंध

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