लेंस एंटीना: डिजाइन, कार्य, प्रकार और इसके अनुप्रयोग

एक एंटीना एक धातु संचरण उपकरण है जो विद्युत सर्किट और अंतरिक्ष के बीच रेडियो विद्युत चुम्बकीय तरंगों को प्रसारित और प्राप्त करता है। ये उपकरण विभिन्न आकारों और आकारों में उपलब्ध हैं जहां छोटे एंटेना आपकी छत पर पाए जा सकते हैं जिनका उपयोग टीवी देखने के लिए किया जाता है और बड़े एंटेना उपग्रहों से लाखों मील दूर संकेतों को पकड़ने के लिए उपयोग किए जाते हैं। वहाँ हैं विभिन्न प्रकार के एंटीना यह वहां उपलब्ध है जहां प्रत्येक ऐन्टेना मुख्य रूप से तार, द्विध्रुव, लूप, लघु द्विध्रुव, छिद्र, मोनोपोल, लेंस, स्लॉट, हॉर्न, आदि जैसे आकार और आकार के आधार पर आवृत्ति की एक निश्चित सीमा में संकेतों को प्रसारित करने और प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस लेख में चर्चा की गई है। एंटीना के प्रकारों में से एक का अवलोकन – लेंस एंटीना , और यह अनुप्रयोगों के साथ काम कर रहा है।

लेंस एंटीना क्या है?

मुख्य रूप से उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले त्रि-आयामी विद्युत चुम्बकीय उपकरण को लेंस एंटीना के रूप में जाना जाता है। इस ऐन्टेना में फ़ीड के साथ एक विद्युत चुम्बकीय लेंस शामिल है और यह ऑप्टिकल डोमेन में उपयोग किए जाने वाले ग्लास लेंस के समान है। यह एंटीना ट्रांसमिशन और रिसेप्शन दोनों के लिए घुमावदार सतह का उपयोग करता है। इन एंटेना को कांच से बनाया गया है, जहाँ कहीं भी अभिसारी और साथ ही अपसारी लेंस गुणों का पालन किया जाता है। लेंस एंटीना आवृत्ति रेंज 1000 मेगाहर्ट्ज से 3000 मेगाहर्ट्ज तक होती है।

एक लेंस एंटीना का कार्य गोलाकार से एक प्लेन वेवफ्रंट उत्पन्न करना है, एपर्चर रोशनी को नियंत्रित करना, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक किरणों को टकराना, इसके फोकस पर आने वाली तरंग के सामने का निर्माण करना और दिशात्मक विशेषताओं का उत्पादन करना है।

लेंस एंटीना डिजाइन

लेंस एंटीना मुख्य रूप से माइक्रोवेव फ्रीक्वेंसी रेंज के भीतर सिग्नल भेजने और प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि हम मानते हैं कि एक अभिसारी प्रकार का ऑप्टिकल लेंस एक विशिष्ट स्थिति में मौजूद है और ऊर्जा स्रोत फोकल बिंदु पर मौजूद है जो संचारण मोड में ऑप्टिकल लेंस अक्ष के साथ एक फोकल लंबाई दूरी पर ऊर्जा पैदा करता है।

हम सभी को पता होना चाहिए कि ऑप्टिकल दृष्टिकोण से जब प्रकाश लेंस के बाहर गिरता है तो अपवर्तन के कारण यह मुड़ जाता है। यहाँ, प्रकाश ऊर्जा के घुमाव का तरीका मुख्य रूप से उस सामग्री और वक्र पर निर्भर करता है जहाँ से लेंस बनाया जाता है।

नतीजतन, जब भी लेंस के बाईं ओर उपलब्ध फोकल बिंदु पर एक द्विध्रुवीय या हॉर्न एंटीना की तरह फ़ीड एंटीना मौजूद होता है, तो प्रकृति से विचलित होने वाले स्रोत से उभरती हुई गोलाकार तरंग ऐन्टेना की सतह से घटना हो सकती है।

इसलिए, एक बार घटना के बाद किरणें इसके माध्यम से प्रवाहित होती हैं, अपवर्तन के कारण विचलित किरणें आपस में टकरा जाएँगी और सपाट तरंगों में बदल जाएँगी। इस प्रकार, समानांतर किरणें ऑप्टिकल लेंस के दाईं ओर प्राप्त होती हैं। इस तरह, एक फ़ीड तत्व के साथ एंटीना का संकेत प्रेषित होता है। इसी तरह, यदि यह एंटीना एक ढांकता हुआ पदार्थ के साथ बनाया जाता है, तो आरएफ विद्युत चुम्बकीय संकेतों को उसी तरह से संगृहीत किया जाता है और आगे प्रसारित किया जाता है।

अब रिसीविंग मोड में निम्नलिखित एंटीना पर विचार करें। इस विधा में, समानांतर किरणें अभिसारी लेंस सतह पर आपतित होंगी, लेंस के बाईं ओर फोकल बिंदु पर अपवर्तन तंत्र के कारण अभिसरण होता है। इसलिए, इस प्रक्रिया का उपयोग एक बार मोड प्राप्त करने के लिए उपयोग करने के बाद किया जाता है।

यहाँ, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि रेडियो फ्रीक्वेंसी पर बेहतर फ़ोकसिंग गुण प्राप्त करने के लिए, माध्यम में एकता के नीचे एक अपवर्तक सूचकांक होना चाहिए। तो यह सामग्री के अपवर्तक सूचकांक के कम/उच्च होने पर भी सीधे वेवफ्रंट देने की ओर ले जाता है।

लेंस एंटीना काम कर रहा है

काम करने वाला लेंस एंटीना ऑप्टिकल लेंस के समान होता है। लेंस सामग्री में, माइक्रोवेव संकेतों में हवा की तुलना में एक अलग चरण वेग होता है, इसलिए लेंस की मोटाई बदलने से माइक्रोवेव संकेतों को इसके माध्यम से अलग-अलग मात्रा में प्रसारित करने, तरंगों की दिशा और तरंग के आकार को बदलने में देरी होती है।

यह एंटीना संकेतों को संचारित करने के साथ-साथ प्राप्त करने के लिए एक लेंस के अभिसरण और विचलन के गुणों का उपयोग करता है। इस प्रकार के एंटेना में लेंस के साथ एक द्विध्रुवीय/हॉर्न एंटीना शामिल होता है। यहां, लेंस का आकार मुख्य रूप से ऑपरेटिंग आवृत्ति पर निर्भर करता है, इसलिए जब ऑपरेटिंग आवृत्ति अधिक होती है, तो लेंस आकार में छोटा होता है। इसलिए उच्च आवृत्तियों पर, इन एंटेनाओं का उपयोग किया जाता है, क्योंकि कम आवृत्तियों पर, वे कुछ भारी हो सकते हैं।

में एक परवलयिक परावर्तक r, हमने देखा है कि परावर्तक के फोकस पर फ़ीड तत्व से उत्सर्जित ऊर्जा इसकी सतह तक पहुँचती है फिर यह माइक्रोवेव को बदल देती है जो गोलाकार रूप से समतल तरंगों में विकीर्ण होती हैं। तो यह प्रत्यक्षता को बढ़ाता है।

उसी तरह एक लेंस एंटीना के मामले में, बिंदु स्रोत फ़ीड की तरह कार्य करता है जो ऑप्टिकल लेंस की सतह पर माइक्रोवेव ऊर्जा पैदा करता है। तो यह ऑप्टिकल सतह विकीर्ण गोलाकार तरंगाग्र को सम्‍मिलित में बदलने के लिए शक्ति प्रदान करती है।

यहाँ, यह उल्लेखनीय है कि संपार्श्विक लेंस एक ढांकता हुआ सामग्री के साथ बनाया जाता है जिसमें परिमित ढांकता हुआ निरंतर मान होता है। हालाँकि, इन्हें उन सामग्रियों से भी बनाया जा सकता है जो RF पर अपवर्तक सूचकांक की एकता से नीचे प्रदर्शित करती हैं।

लेंस एंटीना प्रकार

दो प्रकार के लेंस एंटीना विलंब लेंस एंटीना और तेज़ लेंस एंटीना हैं जिनकी चर्चा नीचे की गई है।

विलंब लेंस एंटीना

विलंब लेंस या धीमी तरंग लेंस एंटीना को एंटीना के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो लेंस मीडिया की वजह से यात्रा तरंग मोर्चों में मंदता का कारण बनता है। कभी-कभी, इस प्रकार के एंटेना को परावैद्युत लेंस भी कहा जाता है। ऐन्टेना की परावैद्युत लेंस क्रिया का निरूपण नीचे दिखाया गया है।

इस प्रकार के एंटीना में, मुक्त स्थान की तुलना में लेंस माध्यम में रेडियो तरंगें बहुत धीमी गति से चलती हैं, अपवर्तन सूचकांक एक से अधिक होता है। इस प्रकार लेंस के माध्यम से गुजरने पर पथ की लंबाई बढ़ जाती है।

यह प्रकाश पर सामान्य ऑप्टिकल लेंस क्रिया के समान है। चूँकि लेंस के ठोस भाग पथ की लंबाई बढ़ाते हैं, एक उत्तल लेंस की तरह एक अभिसारी लेंस रेडियो तरंगों को केंद्रित करता है और अवतल लेंस की तरह एक अपसारी लेंस सामान्य लेंस की तरह रेडियो तरंगों को फैलाता है। ये लेंस ढांकता हुआ सामग्री और एच-प्लेन प्लेट संरचनाओं से बने होते हैं।

विलंब लेंस एंटीना को निर्माण के लिए प्रयुक्त ढांकता हुआ सामग्री प्रकार के आधार पर दो प्रकारों में वर्गीकृत किया जाता है: धात्विक ढांकता हुआ लेंस और गैर-धातु ढांकता हुआ लेंस।

फास्ट लेंस एंटीना

फास्ट लेंस या फास्ट वेव लेंस ऐन्टेना में, रेडियो तरंगें मुक्त स्थान की तुलना में लेंस माध्यम के भीतर बहुत तेजी से चलती हैं, इस प्रकार अपवर्तन सूचकांक एक से नीचे होता है, इसलिए पूरे लेंस माध्यम में गुजरने से ऑप्टिकल पथ की लंबाई कम हो जाती है। . कभी-कभी, इस एंटीना को ई-प्लेन मेटल प्लेट एंटीना के रूप में भी जाना जाता है।

इस प्रकार के एंटीना का सामान्य ऑप्टिकल सामग्री के भीतर कोई एनालॉग नहीं होता है, इसलिए यह रेडियो तरंगों के चरण वेग के कारण वेवगाइड्स के भीतर प्रकाश की गति से अधिक होता है। चूंकि लेंस के ठोस भाग पथ की लंबाई को कम करते हैं, अवतल लेंस की तरह एक अभिसारी लेंस रेडियो तरंगों को केंद्रित करता है और एक उत्तल लेंस की तरह अपसारी लेंस सामान्य ऑप्टिकल लेंस के विपरीत होता है। ये लेंस ई-प्लेन प्लेट स्ट्रक्चर्स और नेगेटिव-इंडेक्स मेटामटेरियल्स से बने हैं।

फायदे और नुकसान

लेंस एंटीना के लाभ निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• इसमें संकीर्ण बीम चौड़ाई, कम शोर तापमान, उच्च लाभ और कम साइड लोब हैं।
• इन एंटेना की संरचना अधिक कॉम्पैक्ट है।
• पैराबोलिक रिफ्लेक्टर और हॉर्न एंटेना की तुलना में इनका वजन कम होता है।
• इसमें बेहतर डिजाइन सहिष्णुता है।
• इस एंटीना में फीड और फीड सपोर्ट एपर्चर को बाधित नहीं करता है।
• धुरी के संबंध में बीम को कोणीय रूप से स्थानांतरित किया जा सकता है।
• यह डिजाइन सहिष्णुता के भीतर अधिक लचीलापन प्रदान करता है, इसलिए इस एंटीना के भीतर घुमाव संभव है।
• इसका उपयोग अत्यधिक उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।

लेंस एंटीना के नुकसान निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• लेंस विशेष रूप से कम आवृत्तियों पर भारी होते हैं।
• डिजाइन के भीतर जटिलता।
• रिफ्लेक्टर की तुलना में ये समान विशिष्टताओं के लिए महंगे हैं।

अनुप्रयोग

लेंस एंटीना के अनुप्रयोग निम्नलिखित को शामिल कीजिए।

• ये 3 GHz फ़्रीक्वेंसी से ऊपर के लिए उपयुक्त हैं।
• वाइडबैंड एंटीना की तरह उपयोग किया जाता है।
• ये मुख्य रूप से माइक्रोवेव आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं।
• इस एंटीना के अभिसरण गुणों का उपयोग परवलयिक परावर्तक एंटेना नामक उच्च श्रेणी के एंटेना विकसित करने के लिए किया जा सकता है, इसलिए इनका व्यापक रूप से उपग्रह संचार में उपयोग किया जाता है।
• इनका उपयोग रेडियो टेलीस्कोप, मिलीमीटर वेव जैसे उच्च-लाभ वाले माइक्रोवेव सिस्टम के भीतर कोलिमेटिंग तत्वों के रूप में किया जाता है राडार और उपग्रह एंटेना।

इस प्रकार, यह है लेंस एंटीना का अवलोकन - अनुप्रयोगों के साथ काम करना। ये एंटेना मुख्य रूप से बेहतर मोबाइल कनेक्टिविटी प्रदान करके स्थल मालिकों और ऑपरेटरों को एक समाधान प्रदान करने के लिए आए हैं जो तैनात करना आसान और कम खर्चीला है। यहाँ आपके लिए एक प्रश्न है, हॉर्न एंटीना क्या है?