वेव प्रचार क्या है? परिभाषा, समीकरण और इसके प्रकार

वेव एक गड़बड़ी है जो स्थानांतरित करता है ऊर्जा मध्यम या अंतरिक्ष के माध्यम से नगण्य या बड़े पैमाने पर हस्तांतरण की राशि नहीं। विभिन्न प्रकार की तरंगें हैं जो कई अलग-अलग प्रकार की सेवाओं को प्रस्तुत करती हैं। विद्युतचुम्बकीय तरंगें में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों । हम विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों जैसे कि वायरलेस में तरंगों का उपयोग करते हैं संचार , रडार, अंतरिक्ष की खोज , समुद्री, रेडियो नेविगेशन, रिमोट सेंसिंग आदि… इन अनुप्रयोगों में, कुछ तरंगों को भेजने के लिए निर्देशित माध्यम का उपयोग करते हैं जबकि कुछ अगुआ माध्यम का उपयोग करते हैं। इस लेख में, हम जानते हैं कि माध्यम के गुण तरंगों के प्रसार और विभिन्न तरीकों से एक लहर को कैसे प्रभावित करते हैं।

वेव प्रचार क्या है? - परिभाषा

विद्युत चुम्बकीय तरंगों को वर्तमान ले जाने से विकिरणित ऊर्जा द्वारा उत्पन्न किया जाता है चालक । कंडक्टरों में, का एक हिस्सा उत्पन्न शक्ति पलायन और के रूप में मुक्त स्थान में प्रचार करता है विद्युत चुम्बकीय तरंग , जिसमें एक समय अलग-अलग विद्युत क्षेत्र, चुंबकीय क्षेत्र, और एक-दूसरे को प्रसार ऑर्थोगोनल की दिशा होती है।

एक से विकिरणित आइसोट्रोपिक ट्रांसमीटर, ये तरंग रिसीवर तक पहुंचने के लिए विभिन्न रास्तों से होकर जाती है। ट्रांसमीटर से यात्रा करने और रिसीवर तक पहुंचने के लिए लहर द्वारा उठाए गए मार्ग के रूप में जाना जाता है लहर प्रसार।

इलेक्ट्रोमैग्नेटिक (EM) या रेडियो वेव प्रचार

जब आइसोट्रोपिक रेडिएटर के लिए प्रयोग किया जाता है हस्तांतरण EM तरंगों में हमें गोलाकार वेवफ्रंट्स मिलते हैं जैसा कि चित्र में दिखाया गया है क्योंकि यह EM तरंगों को समान रूप से और समान रूप से सभी दिशाओं में विकीर्ण करता है। यहाँ गोले का केंद्र रेडिएटर है जबकि गोले की त्रिज्या R है। स्पष्ट रूप से, R की दूरी पर स्थित सभी बिंदुओं पर गोले की सतह पर समान शक्ति घनत्व है।

गोलाकार वेवफ्रंट

E तरंगें प्रकाश के वेग से मुक्त स्थान में यात्रा करती हैं ।i.e. c = लेकिन ई.एम. तरंगें दूसरे माध्यम से यात्रा करती हैं, गति कम हो जाती है। मुक्त स्थान के अलावा किसी भी माध्यम में EM तरंगों की गति किसके द्वारा दी जाती है,

जहाँ c प्रकाश का वेग है और माध्यम की सापेक्ष पारगम्यता है।

ईएम तरंगें माध्यम में परमाणुओं द्वारा तरंग ऊर्जा के अवशोषण और पुन: उत्सर्जन द्वारा ऊर्जा संचारित करती हैं। परमाणु तरंग ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, कंपन से गुजरते हैं और उसी आवृत्ति के ईएम के पुन: उत्सर्जन द्वारा ऊर्जा को पास करते हैं। माध्यम का ऑप्टिकल घनत्व ईएम तरंगों के प्रसार को प्रभावित करता है।

वेव प्रचार समीकरण

रिसीवर तक पहुंचने के लिए लहरें अपने रास्ते में कई रास्ते लेती हैं। कई पैरामीटर तरंग द्वारा उठाए गए मार्ग को तय करते हैं जैसे कि संचारण और प्राप्त करने की ऊंचाई एंटेना संचारण अंत में लॉन्चिंग का कोण, ऑपरेशन की आवृत्ति ध्रुवीकरण आदि…

प्रसार के दौरान तरंगों के कई गुण जैसे प्रतिबिंब, अपवर्तन, विवर्तन आदि… के माध्यम से संशोधित हो जाते हैं।

आमतौर पर, जब बिजली मुक्त स्थान में विकीर्ण होती है, तो तरंग ऊर्जा को माध्यम में वस्तुओं द्वारा विकीर्ण या अवशोषित किया जा सकता है। तो एक माध्यम के माध्यम से एक तरंग को प्रेषित करते समय लहर को होने वाले नुकसान की गणना करना आवश्यक है। इस नुकसान को कहा जाता है रेडियो प्रसारण हानि , जो पर आधारित है प्रकाशिकी का उलटा वर्ग नियम और प्राप्त शक्ति के विकिरणित शक्ति के अनुपात के रूप में गणना की जाती है।

फ्रीस फ्री स्पेस रेडियो सर्किट

जैसा कि हम जानते हैं कि जब एक आइसोट्रोपिक ट्रांसमीटर का उपयोग किया जाता है, तो पावर को समान रूप से वितरित किया जाता है, औसत ऊर्जा को रेडिएशन पावर के रूप में व्यक्त किया जा सकता है,

परीक्षण एंटीना की प्रत्यक्षता द्वारा दी गई है

मान लें कि प्राप्त एंटीना बिना किसी नुकसान के रेडियो तरंगों से सभी उत्पन्न शक्ति प्राप्त करता है। आइए एक मिलान लोड स्थिति के तहत रिसीवर एंटीना द्वारा प्राप्त अधिकतम शक्ति हो। जब प्राप्त ऐन्टेना का प्रभावी एपर्चर होता है, हम इस प्रकार लिख सकते हैं,

सामान्य तौर पर, प्रत्यक्षता और प्रभावी छेद किसी भी एंटीना के लिए क्षेत्र से संबंधित है

आज्ञा देना प्राप्त एंटीना की प्रत्यक्षता है। फिर,

(3) में मूल्य को प्रतिस्थापित करते हुए हम प्राप्त करते हैं,

इस समीकरण को मुक्त अंतरिक्ष प्रसार के लिए मौलिक समीकरण के रूप में जाना जाता है, जिसे इस रूप में भी जाना जाता है ताज़ा मुक्त अंतरिक्ष समीकरण। कारण () λ / 4πr)^दो फ्री स्पेस पाथ लॉस कहलाता है जो सिग्नल के नुकसान को दर्शाता है। पथ हानि के रूप में व्यक्त किया जा सकता है

हम समीकरण (6) को dB में व्यक्त कर सकते हैं,

प्राप्त शक्ति के रूप में व्यक्त किया जा सकता है

जो सरलीकरण पर दिया जाता है,

यहाँ दूरी r को किलोमीटर में व्यक्त किया जाता है जबकि फ़्रीक्वेंसी f में व्यक्त किया जाता है मेगाहर्ट्ज । जब स्रोत से बाहर फैलता है तो लहर के फैलने से होने वाले नुकसान का संकेत देता है।

वेव प्रचार के प्रकार

विद्युत चुम्बकीय तरंगों या रेडियो तरंगों का प्रसार, पृथ्वी के पर्यावरण से गुजरना न केवल स्वयं के गुणों पर बल्कि पर्यावरण के गुणों पर भी निर्भर करता है। प्रसार के विभिन्न मार्ग हैं जिनके द्वारा प्रेषित तरंगें रिसीवर तक पहुँच सकती हैं। ये सभी मोड ऑपरेशन की आवृत्ति, ट्रांसमीटर और रिसीवर आदि के बीच की दूरी पर निर्भर करते हैं ...

लहर प्रसार

• पृथ्वी की सतह के पास फैलने वाली तरंगों को कहा जाता है भू तरंगें। इस प्रकार का प्रचार तब संभव है जब एंटीना और ट्रांसमिटिंग दोनों पृथ्वी की सतह पर बंद हों।
• जमीन की तरंगें जो बिना किसी प्रतिबिंब के यात्रा करती हैं, उन्हें डायरेक्ट वेव्स या स्पेस वेव्स कहा जाता है।
• भू-तरंगें जो पृथ्वी की सतह से परावर्तन के माध्यम से प्राप्त ऐन्टेना तक फैलती हैं, उन्हें ग्राउंड रिफलेक्टेड वेव्स या सरफेस वेव्स कहा जाता है।
• ऊपरी वायुमंडल में आयनीकरण द्वारा प्रकीर्णन और परावर्तन के कारण जो तरंगें एंटीना तक पहुँचती हैं, उन्हें स्काईवेस कहा जाता है।
• ऐन्टेना तक पहुंचने से पहले जो तरंगें क्षोभमंडल में परावर्तित या बिखरी होती हैं, उन्हें ट्रोपोस्फीयर तरंगें कहा जाता है।

ग्राउंड वेव या सरफेस वेव प्रोपेगेशन

एक जमीन की लहर पृथ्वी की सतह के साथ यात्रा करती है। ये तरंगें लंबवत ध्रुवीकृत होती हैं। तो, ऊर्ध्वाधर एंटेना इन तरंगों के लिए उपयोगी हैं। यदि एक क्षैतिज रूप से ध्रुवीकृत लहर को जमीन की लहर के रूप में प्रचारित किया जाता है, तो पृथ्वी की चालकता के कारण, लहर के विद्युत क्षेत्र में शॉर्ट-सर्किट हो जाता है।

जैसे-जैसे ग्राउंड वेव ट्रांसमिटिंग एंटिना से दूर जाता है, वैसे ही यह एटेन हो जाता है। इस नुकसान को कम करने के लिए उच्च चालकता के साथ संचरण पथ जमीन पर होना चाहिए। इस स्थिति के संबंध में, समुद्र का पानी सबसे अच्छा कंडक्टर होना चाहिए, लेकिन यह देखा गया कि तालाबों, रेतीले या चट्टानी मिट्टी में पानी का बड़ा भंडारण अधिकतम नुकसान दिखाता है।

इसलिए, हाई पावर लो-फ़्रीक्वेंसी ट्रांसमीटर, ग्राउंड वेव प्रोपेगेशन का उपयोग करते हुए, अधिमानतः समुद्री मोर्चों पर स्थित हैं। जैसे-जैसे आवृत्ति के साथ जमीन का नुकसान तेजी से बढ़ता है, यह प्रसार व्यावहारिक रूप से केवल 2 मेगाहर्ट्ज तक के संकेतों के लिए उपयोग किया जाता है।

मध्यम तरंग प्रसारण के लिए हालांकि जमीन की तरंगों को प्राथमिकता दी जाती है कुछ ऊर्जा आयनोस्फीयर को प्रेषित होती है। लेकिन दिन के समय ऊर्जा पूरी तरह से आयन मंडल द्वारा अवशोषित होती है और रात के समय के दौरान आयनमंडल पृथ्वी पर वापस ऊर्जा को दर्शाता है। इसलिए दिन के समय में प्राप्त सभी प्रसारण सिग्नल केवल ग्राउंड वेव के कारण होते हैं।

जमीनी लहर प्रसार की अधिकतम सीमा न केवल आवृत्ति पर निर्भर करती है, बल्कि ट्रांसमीटर की शक्ति पर भी निर्भर करती है। जैसे ही जमीन की लहरें पृथ्वी की सतह के ऊपर से गुजरती हैं, उन्हें सर्फेस वेव भी कहा जाता है।

स्काईवेव प्रचार

मध्यम और उच्च आवृत्तियों के प्रत्येक लंबे रेडियो संचार का उपयोग स्काईवॉव प्रसार द्वारा किया जाता है। इस मोड में पृथ्वी के वायुमंडल के ऊपरी हिस्से में आयनित क्षेत्र से ईएम तरंगों के प्रतिबिंब का उपयोग तरंगों के संचरण के लिए लंबी दूरी तक किया जाता है।

वायुमंडल के इस भाग को आयनमंडल कहा जाता है जो लगभग 70-400 किमी की ऊँचाई पर है। यदि आवृत्ति 2 से 30 MHz के बीच है, तो आयन तरंगें EM तरंगों को वापस दिखाती हैं। इसलिए, प्रचार के इस तरीके को शॉर्ट वेव प्रचार भी कहा जाता है।

लंबी दूरी पर आकाश संचार प्रसार बिंदु से बिंदु संचार का उपयोग संभव है। आकाश तरंगों के कई प्रतिबिंबों के साथ, अत्यधिक लंबी दूरी पर वैश्विक संचार संभव है।

लेकिन एक खामी यह है कि रिसीवर पर प्राप्त संकेत बड़ी संख्या में तरंगों की एक बड़ी संख्या के कारण फीका हो गया है ताकि प्राप्त बिंदु तक पहुंचने के लिए बड़ी संख्या में रास्ते बन सकें।

अंतरिक्ष तरंग का प्रसार

जब हम 30 मेगाहर्ट्ज से 300 मेगाहर्ट्ज के बीच आवृत्ति की ईएम तरंगों के साथ काम कर रहे हैं, तो अंतरिक्ष तरंग प्रसार उपयोगी है। यहाँ के गुण क्षोभ मंडल संचरण के लिए उपयोग किया जाता है।

अंतरिक्ष तरंग प्रसार मोड में काम करते समय, तरंग ट्रांसमीटर से सीधे ऐन्टेना तक पहुंचती है या ट्रोपोस्फीयर से प्रतिबिंब के बाद जो पृथ्वी की सतह से लगभग 16 किमी ऊपर मौजूद है। इसलिए स्पेस वेव मोड में दो होते हैं अवयव ।अर्थात। सीधी लहर तथा अप्रत्यक्ष लहर ।

यद्यपि ये घटक एक ही चरण के साथ एक ही समय में प्रेषित होते हैं लेकिन वे चरण के भीतर या चरण के बाहर एक दूसरे के साथ रिसीवर के अंत में अलग-अलग पथ लंबाई के आधार पर पहुंच सकते हैं। इस प्रकार, रिसीवर की ओर सिग्नल की शक्ति प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष तरंगों की ताकत का वेक्टर योग है।

अंतरिक्ष लहर प्रसार मोड का उपयोग बहुत उच्च आवृत्तियों के प्रसार के लिए किया जाता है।

लघु तरंग प्रसारण के लिए कौन से प्रचार का उपयोग किया जाता है

लघु तरंग प्रसारण आमतौर पर 1.7 - 30 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में होता है। जैसा कि हमने देखा है कि इस रेंज में आवृत्तियों को स्काईवेट प्रचार मोड के माध्यम से प्रचारित किया जाता है।

आवृत्ति या तरंग दैर्ध्य के आधार पर विद्युत चुम्बकीय तरंगें विभिन्न सामग्रियों और उपकरणों में अलग-अलग प्रभावित होती हैं। इसलिए, के विभिन्न भागों विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है। आप में से कौन-सी लहर का प्रचार है? आप कौन से प्रचार मोड का अनुप्रयोग चुनौतीपूर्ण पाते हैं।