হেলিকাল অ্যান্টেনা: 7টি গুরুত্বপূর্ণ তথ্য যা আপনার জানা উচিত

কভার ইমেজ ক্রেডিট - পরিষেবা চিত্রিত: বিমান বাহিনী
ক্যামেরা অপারেটর: এসএসজিটি লুইস কমগার, হাতুড়ি টেক্কা SATCOM অ্যান্টেনা, পাবলিক ডোমেন হিসাবে চিহ্নিত, আরো বিস্তারিত উইকিমিডিয়া কমন্স

আলোচনার পয়েন্ট

হেলিকাল অ্যান্টেনার ভূমিকা

            একটি হেলিকাল অ্যান্টেনা সংজ্ঞায়িত করার জন্য, আমাদের অবশ্যই আগে থেকে অ্যান্টেনার সঠিক সংজ্ঞা জানতে হবে। অ্যান্টেনা বা রেডিয়েটারগুলির IEEE স্ট্যান্ডার্ড সংজ্ঞা অনুসারে,

"অ্যান্টেনা হল রেডিও তরঙ্গ প্রেরণ এবং গ্রহণের একটি মাধ্যম"।

অ্যান্টেনার বিভিন্ন অভিযোজন আছে। তার মধ্যে কয়েকটি হল – ডাইপোল অ্যান্টেনা, হর্ন অ্যান্টেনা, লগ-পর্যায়ক্রমিক অ্যান্টেনা, প্যাচ অ্যান্টেনা, ব্রডব্যান্ড অ্যান্টেনা ইত্যাদি।

হেলিকাল অ্যান্টেনা
হেলিকাল অ্যান্টেনা, ইমেজ ক্রেডিট -
"হেলিকাল বিম অ্যান্টেনা, 1951”(সিসি বাই-এনসি-এনডি 2.0) দ্বারা NASAJPL

          হেলিকাল অ্যান্টেনা বা হেলিক্স অ্যান্টেনা হল ব্রডব্যান্ড অ্যান্টেনাগুলির অন্যতম বিভাগ। এটি একটি হেলিকাল স্ট্রাকচার সহ সবচেয়ে সহজবোধ্য, প্রাথমিক এবং বাস্তবসম্মত অ্যান্টেনাগুলির মধ্যে একটি, যা তারের ক্ষত পরিচালনার দ্বারা গঠিত।

একটি হর্ন অ্যান্টেনা কি? অন্বেষণ এখানে!

জ্যামিতিক বিশ্লেষণ এবং কনফিগারেশন

          হেলিকাল অ্যান্টেনা বা হেলিক্স অ্যান্টেনা সাধারণত একটি স্থল সমতলের সাথে আসে যা স্বতন্ত্র রূপ গ্রহণ করার ক্ষমতা রাখে। গ্রাউন্ড প্লেনের সাথে একটি সাধারণ হেলিক্স সংযোগ স্থাপন করতে, গ্রাউন্ড প্লেনের ব্যাস ন্যূনতম 3*λ/4 হওয়া উচিত। যদিও, প্লেনটি একটি নলাকার আকৃতির গর্তে স্থানান্তরিত হতে পারে। ফিড পয়েন্টে, ট্রান্সমিশন লাইনগুলি অ্যান্টেনার সাথে মিলিত হয়।

হেলিকাল অ্যান্টেনার নীতি
হেলিকাল অ্যান্টেনার জ্যামিতি, ইমেজ ক্রেডিট – আলফবাস্টেলহেলিকাল অ্যান্টেনার নীতিসিসি বাই-এসএ 3.0

          একটি হেলিক্স অ্যান্টেনার জ্যামিতিক বিবরণ সাধারণত N সংখ্যক বাঁক, ব্যাস D এবং দুটি হেলিকাল লুপ S এর মধ্যে দূরত্ব নিয়ে থাকে।

পুরো দৈর্ঘ্য -> L = N S দ্বারা দেওয়া হয়।

পরিবাহী তারের পুরো দৈর্ঘ্য –> দ্বারা দেওয়া হয় Ln = NL0 (এটি প্রাথমিকভাবে স্পষ্টতই বর্তমান বহন করে!)

 অথবা, এলn = N √ (C2 + এস2); এল0 = √ (সি2 + এস2)

L0 দুটি হেলিকাল লুপের মধ্যে তারের মাত্রা উপস্থাপন করে। এটা আসলে দৈর্ঘ্য দেয়.

C একটি সর্পিল লুপের সমগ্র পরিধি উপস্থাপন করে এবং এটি -> দ্বারা দেওয়া হয় π ডি.

আরেকটি সর্পিল বা হেলিক্স অ্যান্টেনার প্যারামিটার আছে, যেটিও খুবই গুরুত্বপূর্ণ। এটি গ্রীক বর্ণমালা আলফা(α) দ্বারা উপস্থাপিত হয় এবং 'পিচ অ্যাঙ্গেল' হিসাবে অভিহিত করা হয়। এই কোণটি সাধারণত লাইনের কোণের পরিমাপ - হেলিক্স তারের স্বাভাবিক এবং হেলিক্স অক্ষের জন্য একটি খাড়া স্থল। গাণিতিক রাশি নিচে দেওয়া হল.

α = ট্যান-1 (S/C)

বা, α = ট্যান-1 (S/π D)

সমীকরণটি মনোযোগ সহকারে পর্যবেক্ষণ করে, এটি উপসংহারে পৌঁছানো যেতে পারে যে যখন কোণটি 0 ডিগ্রিতে থাকে, তখন বায়ুটি পদদলিত হয়; ফলস্বরূপ, হেলিক্স অ্যান্টেনা হ্রাস পায় এবং একটি সাধারণ লুপ অ্যান্টেনার মতো হয়ে যায়। আবার, কোণটি 90 ডিগ্রি হয়ে গেলে, অ্যান্টেনা একটি রৈখিক তারে পরিণত হয়। যখন কোণটি 90 ডিগ্রির কম এবং 0 ডিগ্রির বেশি হয়, তখন একটি ব্যবহারিক হেলিক্সের পরিধির একটি সীমাবদ্ধ মান থাকে।

স্থাপত্য পরামিতি হেলিক্স অ্যান্টেনার বিকিরণ বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করতে পারে। জ্যামিতিক পরামিতিগুলি নিয়ন্ত্রণ করলে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে যুক্ত বিকিরণ বৈশিষ্ট্যগুলি পরিবর্তিত হবে। ইনপুট ইম্পিডেন্সের পিচ কোণ এবং কন্ডাক্টিং তারের আকারের সাথে একটি সম্পর্ক রয়েছে, পিচ কোণের মানগুলির পরিবর্তন হিসাবে, এবং তারের আকার ইনপুট প্রতিবন্ধকতার মানগুলিকে পরিবর্তন করবে।

হেলিকাল অ্যান্টেনা সাধারণত উপবৃত্তাকার মেরুকরণ দেখায়, যদিও তারা বৃত্তাকার এবং রৈখিক মেরুকরণ দেখানোর জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে।

অপারেশনাল মোড

হেলিক্স অ্যান্টেনাগুলির অনেক ধরণের অপারেশনাল মোডে কাজ করার ক্ষমতা রয়েছে। দুটি গুরুত্বপূর্ণ এবং প্রয়োজনীয় অপারেশনাল মোড রয়েছে যা আমরা এই নিবন্ধের শেষ অংশে বিস্তারিত আলোচনা করব। দুটি মোড হল-

উভয় ধরনের অপারেশন মোডের ত্রিমাত্রিক চিত্র নিচে দেওয়া হল।

মোডগুলি
হেলিকাল অ্যান্টেনার সাধারণ এবং অক্ষীয় মোডের বিকিরণ প্যাটার্ন; ইমেজ ক্রেডিট- ocw.ump

আমরা স্ট্যান্ডার্ড চিত্রে দেখতে পাচ্ছি, এটি একটি কাল্পনিক সমতলে সর্বাধিক থাকে যা অক্ষের কাছে স্বাভাবিক এবং এর নালটি অক্ষ বরাবর রয়েছে। পাওয়ার প্যাটার্নের বৃত্তাকার লুপের আকৃতির সাথে ঘনিষ্ঠ মিল রয়েছে।

এখন, এন্ড-ফায়ার মোডের জন্য সর্বাধিক হেলিক্সের দৈর্ঘ্য বরাবর, এবং পাওয়ার প্যাটার্নটি এন্ড-ফায়ার অ্যারের অনুরূপ। তাই মোডটির নাম দেওয়া হয়েছে 'এন্ড ফায়ার মোড'।

অপারেশনের অক্ষীয় মোডটি অপারেশনের স্ট্যান্ডার্ড মোডের চেয়ে বেশি পছন্দ করে কারণ এটি আরও বাস্তবসম্মত বা ব্যবহারিক, ভাল দক্ষতা রয়েছে এবং একটি বিস্তৃত ব্যান্ডউইথের সাথে বৃত্তাকার মেরুকরণ দেখাতে পারে। একটি উপবৃত্তাকার মেরুকৃত অ্যান্টেনাকে ফেজ-টাইম চতুর্ভুজের মধ্যে দুটি বহিরাগত রেখাযুক্ত প্রক্রিয়ার সমষ্টি হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে।

একটি ট্রান্সমিশন লাইন কি করে? পুরুষ!

হেলিক্স অ্যান্টেনার সাধারণ মোড

পূর্বে আলোচনা করা হয়েছে, অ্যান্টেনার হেলিকাল মোডের সর্বাধিক বিকিরণ হেলিক্স অক্ষের স্বাভাবিক সমতলের দিকে পরিচালিত হয় এবং নাল বিকিরণ তার অক্ষ বরাবর থাকে। হেলিক্স অ্যান্টেনা বা ব্রডসাইড মোড অপারেশনের স্বাভাবিক মোড তরঙ্গদৈর্ঘ্য তুলনা করে অর্জনযোগ্য, সেটি হল NL0 << λ0.

হেলিক্স আর্কিটেকচারটি D ব্যাসের একটি লুপে নেমে আসে কারণ পিচ কোণটি 0 থেকে একটি রেখাযুক্ত তারের সাথে S এর দৈর্ঘ্য 90 ডিগ্রির কাছাকাছি যাওয়ার সময় আসে। Nos, হেলিক্সের জ্যামিতি হিসাবে, একটি লুপ এবং একটি ডাইপোল হয়ে উঠেছে, এই অপারেশন মোডে দূর-ক্ষেত্রের বিকিরণ যথাক্রমে E দ্বারা উপস্থাপন করা যেতে পারেϕ এবং ইϴ ডাইপোল এবং সর্পিল লুপের উপাদান।

হেলিক্সকে N সংখ্যক ছোট লুপ এবং একই সংখ্যক ছোট ডাইপোল হিসাবে বর্ণনা করা যেতে পারে। তারা একটি সিরিজ পদ্ধতিতে একে অপরের সাথে সংযুক্ত করা হয়. প্রাথমিক অংশগুলি থেকে অন্যান্য ক্ষেত্রের সুপারপজিশন ব্যবহার করে আখড়াগুলি গণনা করা হয়। লুপের অক্ষ এবং ডাইপোলের অক্ষ হেলিক্সের অক্ষের সাথে মিলে যায়।

যেহেতু এই মডেলটির ছোট মাত্রা রয়েছে, তাই কারেন্টকে ধ্রুবক বলে ধরে নেওয়া হয়। এর ক্রিয়াকলাপটি একটি ছোট-লুপ দ্বারা বিকিরণকৃত ক্ষেত্রগুলির সমষ্টি দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা যেতে পারে, যার ব্যাস D এবং একটি ছোট ডাইপোল যার দৈর্ঘ্য S।

দূর-ক্ষেত্রের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রটি দেওয়া হয় -

Eϴ = j * η * k * I0 *স*ই-jkr Sinϴ / 4πr

ϕ অংশ দ্বারা দেওয়া হয় -

Eϕ = η* k2 * (D/2)2 * আমি0 * ই-jkr Sinϴ /4r

Eϴ এবং Eϕ অনুপাত অক্ষীয় অনুপাত দেয়। গাণিতিক রাশি নিচে দেওয়া হল.

AR = | ইϴ | / | ইϕ |

অথবা, AR = 4S/πkD2

অথবা, AR = 2λS/ (πD)2

পিচ কোণ দেওয়া হয় - α = ট্যান-1 (π D/2λ0)

হেলিকাল অ্যান্টেনার অপারেশনের অক্ষীয় মোড

অপারেশনের অক্ষীয় মোডটি অপারেশনের স্ট্যান্ডার্ড মোডের চেয়ে বেশি পছন্দ করে কারণ এটি আরও বাস্তবসম্মত বা ব্যবহারিক, ভাল দক্ষতা রয়েছে এবং একটি বিস্তৃত ব্যান্ডউইথের সাথে বৃত্তাকার মেরুকরণ দেখাতে পারে।

          এই মোডটি বড় এস এবং ডি সেট আপ করে অর্জন করা হয়। বৃত্তাকার মেরুকরণ অর্জনের জন্য কিছু প্রয়োজনীয়তা রয়েছে। হেলিক্সের পরিধির পরিধি নিচের প্রদত্ত পরিসরে হওয়া উচিত।

4/3 > λ0/C > ¾

পিচ অ্যাঙ্গেলেরও একটি সীমিত পরিসর রয়েছে। পিচ কোণের পরিসীমা নীচে দেওয়া হল।

12o ≤ α ≤ 14o

অপারেশনের এই মোডের টার্মিনাল প্রতিবন্ধকতার পরিসর হল একশো ওহম থেকে দুইশো ওহমের মধ্যে।

নিম্নলিখিত গাণিতিক অপারেশন লাভ গণনা করে। নিম্নলিখিত সমীকরণের জন্য, S দুটি বাঁকের মধ্যে দূরত্ব দেয় এবং N একটি হেলিকাল অ্যান্টেনার মোট বাঁকের সংখ্যাকে প্রতিনিধিত্ব করে।

G = 15 (C / λ) 2 * (NS / λ)

এই পদ্ধতির অপারেশনের জন্য হেলিকাল অ্যান্টেনার অর্ধ-পাওয়ার ব্যান্ডউইথ গাণিতিক অভিব্যক্তি অনুসরণ করে দেওয়া হয়।

HPBW = 52 / [ (C/ λ) * √ {(NS / λ)}]

অপারেশনের এই মোডের জন্য হেলিকাল অ্যান্টেনার সম্পূর্ণ নাল ব্যান্ডউইথ গাণিতিক অভিব্যক্তি অনুসরণ করে দেওয়া হয়।

FNBW = 115 λ3/2 / সি * √ (এনএস)

ইয়াগি উদা অ্যান্টেনার বিকিরণ প্যাটার্ন দেখুন!

হেলিকাল অ্যান্টেনা ডিজাইন

  • ইনপুট প্রতিবন্ধকতা 'R' হিসাবে উপস্থাপিত হয়। 'R'-এর গাণিতিক সমীকরণ হল – R = 140 (C / λ0).
  • এই পদ্ধতির অপারেশনের জন্য হেলিকাল অ্যান্টেনার অর্ধ-পাওয়ার ব্যান্ডউইথ গাণিতিক অভিব্যক্তি অনুসরণ করে দেওয়া হয়। এর নির্ভুলতা প্রায় প্লাস-মাইনাস বিশ শতাংশ। এটি কোণের একটি পরিমাপ এবং ডিগ্রীতে একটি ইউনিট রয়েছে।

HPBW = 52 λ3/2 / সি * √ (এনএস)

  • অপারেশনের এই মোডের জন্য হেলিকাল অ্যান্টেনার সম্পূর্ণ নাল ব্যান্ডউইথ গাণিতিক অভিব্যক্তি অনুসরণ করে দেওয়া হয়। এটি Nulls মধ্যে beamwidth পরিমাপ প্রতিনিধিত্ব করে। এটির ডিগ্রিতেও একক রয়েছে।

FNBW = 115 λ3/2 / সি * √ (এনএস)

  • D0 অ্যান্টেনার directivity প্রতিনিধিত্ব করে। গাণিতিক সমীকরণ হল-

D0 = 15 * N * C2S/λ03

  • নিম্নলিখিত গাণিতিক শব্দটি অক্ষীয় অনুপাত বা AR দেয়।

AR = 2N+1 / 2N

  • নিম্নলিখিত অভিব্যক্তিগুলি সাধারণীকৃত দূর-ক্ষেত্রের প্যাটার্ন দেয়।

E = sin (π/ 2N) cosϴ sin [ (N/2) * Ψ] / sin (Ψ /2)

Ψ অন্য গাণিতিক সমীকরণ দ্বারা দেওয়া হয়, এবং এটি আরও হিসাবে দেওয়া হয় Ψ = k0[S * cos ϴ – (L0/পি)]

                    সাধারণ শেষ-ফায়ার অ্যারের জন্য 'p'-এর মান হল

p = (এল0/ λ0) * (S/λ0 + 1)

                    হ্যানসেন-উডইয়ার্ড এন্ড-ফায়ার রেডিয়েশনের জন্য 'p'-এর মান

                                        p = (এল0/ λ0) * [এস/λ0 + {(2N+1)/2N)}]

হেলিকাল অ্যান্টেনা অ্যাপ্লিকেশন

হেলিকাল অ্যান্টেনার আধুনিক যোগাযোগ প্রযুক্তিতে বেশ কয়েকটি অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে। এর ডিজাইন এবং রেডিয়েশন প্যাটার্নের কারণে এর কিছু অনন্য অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে। কিছু সর্পিল অ্যান্টেনা অ্যাপ্লিকেশন নীচে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে.

Traqueur অধিগ্রহণ

একটি স্যাটেলাইট ট্র্যাকিং হেলিকাল অ্যান্টেনা,

চিত্র ক্রেডিট - কিংবাস্টার্ডTraqueur অধিগ্রহণসিসি বাই-এসএ 3.0

  • হেলিকাল অ্যান্টেনাগুলি খুব উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জের সংকেত বিকিরণে দক্ষ।
640px UHF CB রাবার ডাকি উন্মুক্ত
হেলিকাল অ্যান্টেনার একটি খুব সাধারণ ফর্ম, ইমেজ ক্রেডিট - শুটথেদেবগ্রু at ইংরেজি উইকিপিডিয়ারাবার ডাকি সহ UHF CB উন্মুক্তসিসি বাই-এসএ 3.0
  • হেলিকাল অ্যান্টেনাগুলি প্রায়শই মহাকাশ যোগাযোগ এবং উপগ্রহ যোগাযোগের জন্য ব্যবহৃত হয়।
  • এই ধরনের অ্যান্টেনার কারণে দুটি গ্রহের মধ্যে যোগাযোগ সম্ভব।