හෙලිකල් ඇන්ටෙනාවක් යනු කුමක්ද?
හෙලික්සීය ඇන්ටනාවක්, හෙලික්ස් ඇන්ටනාවක් ලෙසද හැඳින්වේ, එය සන්නායක වයරයක් හෝ නලයක් ත්රිමාණ හෙලික්සයකට එතීමෙන් සාදන ලද වයර් ඇන්ටනාවකි. හෙලික්සයේ එක් කෙළවරක් සාමාන්යයෙන් පෝෂක රේඛාවේ මධ්ය සන්නායකයට සම්බන්ධ කර ඇති අතර පිටත සන්නායකය ලෝහමය බිම් තලයකට හෝ පරාවර්තකයකට සම්බන්ධ කර ඇත.
එහි සුවිශේෂී ජ්යාමිතිය, හෙලික්සයේ මානයන් සහ ක්රියාකාරී තරංග ආයාමය අතර සම්බන්ධතාවය මත පදනම්ව විවිධ විකිරණ ආකාරවලින් ඇන්ටනාව ක්රියාත්මක වීමට ඉඩ සලසයි.
මෙම ක්රම අතර,අක්ෂීය මාදිලියRF සහ ක්ෂුද්ර තරංග ඉංජිනේරු විද්යාවේදී විශේෂයෙන් වැදගත් වන්නේ එයට දිශානුගත විකිරණ, සාපේක්ෂව පුළුල් කලාප පළලක් සහ චක්රලේඛ ධ්රැවීකරණය සැපයිය හැකි බැවිනි. මෙම ලක්ෂණ හෙලික්සීය ඇන්ටනා චන්ද්රිකා සම්බන්ධතා, දුරමිතිය, ලුහුබැඳීම, අභ්යවකාශ සන්නිවේදනය, ගුවන් විදුලි තාරකා විද්යාව සහ ඇන්ටෙනා දිශානතිය වෙනස් විය හැකි අනෙකුත් යෙදුම් සඳහා ප්රයෝජනවත් කරයි.
හෙලික්සීය ඇන්ටෙනාවක ක්රියාකාරී සංඛ්යාතය එක් ස්ථාවර කලාපයකට සීමා නොවේ. ඒ වෙනුවට, එය ප්රධාන වශයෙන් තීරණය වන්නේ තරංග ආයාමයට සාපේක්ෂව එහි භෞතික මානයන් මගිනි. එබැවින් හෙලික්සීය ව්යුහයන් VHF සහ UHF පද්ධති සඳහා මෙන්ම ඉහළ සංඛ්යාත RF සහ මයික්රෝවේව් යෙදුම් සඳහාද නිර්මාණය කළ හැකිය.
රූපය 1. දිශානුගත සන්නිවේදන පද්ධතියක භාවිතා වන හෙලික්සීය ඇන්ටනා සඳහා උදාහරණය.
හෙලිකල් ඇන්ටෙනාවක මූලික ව්යුහය
සාමාන්ය හෙලික්සීය ඇන්ටෙනාවක් ප්රධාන කොටස් හතරකින් සමන්විත වේ:
- හෙලික්සීය සන්නායකය
- බිම් තලය හෝ පරාවර්තකය
- RF පෝෂණ ලක්ෂ්යය
- යාන්ත්රික ආධාරක ව්යුහය
හෙලික්ස් සාමාන්යයෙන් තඹ වයර්, නල හෝ වෙනත් සන්නායක ද්රව්යයකින් සාදා ඇත. එක් කෙළවරක් කොක්සියල් සම්ප්රේෂණ මාර්ගයක මධ්ය සන්නායකයට සම්බන්ධ කර ඇති අතර, කොක්සියල් පිටත සන්නායකය භූගත තලයට විද්යුත් වශයෙන් සම්බන්ධ කර ඇත.
බිම් තලය විකිරණ දිශාව පාලනය කිරීමට උපකාරී වන අතර ඇන්ටෙනා පෝෂණ ව්යුහයේ කොටසක් ලෙස ක්රියා කරයි. ප්රායෝගික සැලසුම් වලදී, එහි මානයන් සම්බාධනය, ඉදිරිපස සිට පසුපස ක්රියාකාරිත්වය සහ එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස විකිරණ රටාවට සැලකිය යුතු ලෙස බලපෑම් කළ හැකිය.
ඇන්ටෙනාවේ විද්යුත් හැසිරීම තීරණය කරන ජ්යාමිතික පරාමිතීන් කිහිපයක් තිබේ:
- D — හෙලික්ස් විෂ්කම්භය
- C — එක් හැරීමක පරිධිය
- S — යාබද හැරීම් අතර පරතරය
- N — හැරීම් ගණන
- α — තාර කෝණය
- L — මුළු අක්ෂීය දිග
වට ප්රමාණය:
[C=\pi D]
තාරතා කෝණය පහත පරිදි ප්රකාශ කළ හැකිය:
[\ඇල්ෆා=\ටැන්^{-1}\වම(\frac{S}{\පයි D}\දකුණ)]
මෙම පරාමිතීන් ස්වාධීනව සලකා බැලිය නොහැක, මන්ද එක් මානයක් වෙනස් කිරීම ඇන්ටෙනාවේ සම්බාධනය, ධ්රැවීකරණය, කදම්භ පළල, ලාභය සහ මෙහෙයුම් සංඛ්යාතය වෙනස් කරයි.
රූපය 2. හෙලික්ස සන්නායකයක් සහ බිම්-තල පරාවර්තකයක් සහිත සාමාන්ය හෙලික්සීය ඇන්ටෙනා ව්යුහය.
ප්රධාන විකිරණ ක්රම දෙකක්
හෙලික්සීය ඇන්ටෙනාවක ඇති වඩාත් සිත්ගන්නාසුලු ලක්ෂණයක් නම්, එකම මූලික ව්යුහයට එහි විද්යුත් ප්රමාණය අනුව බෙහෙවින් වෙනස් විකිරණ රටා නිපදවිය හැකි වීමයි.
බහුලව සාකච්ඡා කෙරෙන මෙහෙයුම් ආකාර දෙක නම්:
- සාමාන්ය ප්රකාරය
- අක්ෂීය මාදිලිය
හෙලික්සීය ඇන්ටෙනාවක් තෝරාගැනීමේදී හෝ නිර්මාණය කිරීමේදී මෙම මාදිලි දෙක අතර වෙනස තේරුම් ගැනීම අත්යවශ්ය වේ.
සාමාන්ය මාදිලියේ හෙලික්සීය ඇන්ටනාව
In සාමාන්ය ප්රකාරය, තරංග ආයාමයට සාපේක්ෂව හෙලික්සයේ සමස්ත විෂ්කම්භය සහ පරතරය විද්යුත් වශයෙන් කුඩා වේ.
විකිරණ ප්රධාන වශයෙන් යොමු වන්නේ හෙලික්ස් අක්ෂය දිගේ නොව එයට ආසන්න වශයෙන් ලම්බකවය. විද්යුත් චුම්භක හැසිරීම කෙටි විද්යුත් ඩයිපෝලයක් සහ කුඩා පුඩුවක් මගින් නිපදවන ක්ෂේත්රවල සංයෝජනයක් ලෙස තේරුම් ගත හැකිය.
හෙලික්ස් ජ්යාමිතිය, තාර කෝණය, පෝෂක සැකැස්ම සහ නිරීක්ෂණ දිශාව මත පදනම්ව, ප්රතිඵලයක් ලෙස ධ්රැවීකරණය රේඛීය, ඉලිප්සාකාර හෝ චක්රලේඛයට ආසන්න ඇතැම් මෝස්තරවල විය හැකිය.
සාමාන්ය මාදිලියේ හෙලික සාමාන්යයෙන් සංයුක්ත වේ, නමුත් ඒවායේ විද්යුත් වශයෙන් කුඩා මානයන් සාපේක්ෂව අඩු විකිරණ ප්රතිරෝධයකට හේතු වේ. මෙය අක්ෂීය මාදිලියේ සැලසුමකට වඩා අඩු විකිරණ කාර්යක්ෂමතාවයක් සහ පටු කලාප පළලක් ඇති කළ හැකිය.
එබැවින් ඇන්ටෙනා ප්රමාණය ප්රධාන බාධාවක් වන විට සහ ඉතා ඉහළ ලාභයක් අවශ්ය නොවන විට ඒවා ප්රයෝජනවත් වේ.
රූපය 3. සාමාන්ය මාදිලියේ හෙලික්සීය ඇන්ටෙනාවක නිදර්ශන විකිරණ රටාව.
අක්ෂීය-ප්රකාර හෙලික්සීය ඇන්ටනාව
එමඅක්ෂීය මාදිලිය, සමහර විට අන්ත-ගිනි මාදිලිය ලෙස හැඳින්වේ, එය ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත හෙලික්සීය ඇන්ටනා සමඟ බහුලව සම්බන්ධ වන වින්යාසය වේ.
මෙම මාදිලියේදී, විද්යුත් චුම්භක ශක්තිය ප්රධාන වශයෙන් හෙලික්සයේ අක්ෂය දිගේ විකිරණය වී දිශානුගත කදම්භයක් සාදයි.
සාමාන්ය අක්ෂීය-මාදිලි සැලසුමක් එක් තරංග ආයාමයකට ආසන්න වශයෙන් සැසඳිය හැකි හෙලික්ස් පරිධියක් භාවිතා කරයි:
[C \ලැම්බඩා \ආසන්න වශයෙන්]
හැරීම් පරතරය බොහෝ විට පහත පරිදි වේ:
[S \ආසන්න වශයෙන් 0.2\lambda \text{ සිට } 0.3\lambda]
ආසන්න වශයෙන් හතරෙන් එකක් පමණ තරංග ආයාමය පොදු ආරම්භක ලක්ෂ්යයක් වේ.
බොහෝ සාම්ප්රදායික අක්ෂීය-මාදිලි සැලසුම් සඳහා, 12°–14° පමණ තාර කෝණ නිතර භාවිතා වේ.
සුදුසු ජ්යාමිතික තත්ව යටතේ, අනුප්රාප්තික හැරීම් මගින් ජනනය වන ක්ෂේත්ර හෙලික්ස අක්ෂය දිගේ නිර්මාණාත්මකව ඒකාබද්ධ වේ. මෙය චක්රීය හෝ ආසන්න චක්රීය ධ්රැවීකරණය සමඟ දිශානුගත කදම්භයක් නිපදවයි.
හැරීම් ගණන ඇන්ටෙනාවේ ක්රියාකාරිත්වයට ද බලපායි. හැරීම් ගණන වැඩි කිරීමෙන් සාමාන්යයෙන් ප්රධාන කදම්භය පටු කරන අතරම දිශාව සහ ලාභය වැඩි කළ හැකිය, නමුත් ප්රායෝගික සැලසුම් යාන්ත්රික දිග, සන්නායක අලාභය, සම්බාධන ගැලපීම සහ ස්ථාපන සීමාවන් ද සලකා බැලිය යුතුය.
රූපය 4. දිශානුගත ප්රධාන කදම්භයක් සහිත නිදර්ශන අක්ෂීය මාදිලියේ හෙලික්සීය ඇන්ටෙනා විකිරණ රටාව.
දකුණු අත සහ වම් අත චක්රලේඛ ධ්රැවීකරණය
අක්ෂීය මාදිලියේ හෙලික්සීය ඇන්ටෙනාවක ඇති ප්රධාන වාසියක් වන්නේ චක්රීය ධ්රැවීකරණය ජනනය කිරීමේ ස්වභාවික හැකියාවයි.
වංගු කිරීමේ දිශාව සහ විකිරණ දිශාව මත පදනම්ව, හෙලික්සයක් පහත සඳහන් දෑ නිපදවීමට සැලසුම් කළ හැකිය:
- RHCP — දකුණු අත චක්රලේඛ ධ්රැවීකරණය
- LHCP — වම් අත චක්රලේඛ ධ්රැවීකරණය
සම්ප්රේෂණ සහ ග්රාහක ඇන්ටනා අතර සාපේක්ෂ දිශානතිය ස්ථාවරව පැවතිය නොහැකි විට චක්රලේඛ ධ්රැවීකරණය විශේෂයෙන් ප්රයෝජනවත් වේ.
උදාහරණයක් ලෙස, චන්ද්රිකා, අභ්යවකාශ යානා, ගුවන් වේදිකා, භ්රමණය වන පද්ධති සහ ජංගම සන්නිවේදන උපකරණ අඛණ්ඩව දිශානතිය වෙනස් කළ හැකිය. වෘත්තාකාරව ධ්රැවීකරණය කරන ලද ඇන්ටෙනාවක් මෙම කෝණික විචලනයට සන්නිවේදන සබැඳියේ සංවේදීතාව අඩු කළ හැකිය.
ධ්රැවීකරණ ගැලපීම තවමත් වැදගත් වේ. RHCP ඇන්ටෙනාවක් RHCP ඇන්ටෙනාවක් සමඟ ඉතා මැනවින් සන්නිවේදනය කරන අතර, LHCP ඇන්ටෙනාවක් සාමාන්යයෙන් LHCP ඇන්ටෙනාවක් සමඟ යුගල කළ යුතුය. ප්රතිවිරුද්ධ චක්රලේඛ ධ්රැවීකරණ සැලකිය යුතු ධ්රැවීකරණ අලාභයකට හේතු විය හැක.
ඉංජිනේරු ඇගයීම සඳහා,අක්ෂීය අනුපාතයචක්රලේඛ-ධ්රැවීකරණ ගුණාත්මකභාවය විස්තර කිරීමට බහුලව භාවිතා වේ. පරමාදර්ශී චක්රලේඛ ධ්රැවීකරණය වූ තරංගයකට 0 dB අක්ෂීය අනුපාතයක් ඇති අතර, ප්රායෝගික චක්රලේඛ ධ්රැවීකරණය වූ ඇන්ටනා බොහෝ විට අපේක්ෂිත සංඛ්යාතය සහ කෝණික පරාසය හරහා නිශ්චිත අක්ෂීය-අනුපාත අවශ්යතාවයකට එරෙහිව ඇගයීමට ලක් කෙරේ.
හෙලිකල් ඇන්ටෙනා ක්රියාකාරිත්වයට බලපාන සාධක
හෙලික්සීය ඇන්ටෙනාවක හැසිරීම එහි ජ්යාමිතියට සමීපව සම්බන්ධ වේ.
වැදගත් සැලසුම් පරාමිතීන් අතර:
හෙලික්ස් පරිධිය
ඇන්ටනාව සාමාන්ය මාදිලියේ හෝ අක්ෂීය මාදිලියේ ක්රියාත්මක වේද යන්න තීරණය කිරීමේදී පරිධිය සහ තරංග ආයාමය අතර සම්බන්ධතාවය ප්රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.
හැරවුම් පරතරය
පරතරය යාබද හැරීම් වලදී ධාරා අතර අවධි සම්බන්ධතාවයට බලපාන අතර එම නිසා කදම්භ දිශාව, සම්බාධනය සහ ධ්රැවීකරණයට බලපෑම් කරයි.
තාරතා කෝණය
තාරතා කෝණය මගින් හෙලික්සය එහි අක්ෂය දිගේ කෙතරම් වේගයෙන් ඉදිරියට යනවාද යන්න විස්තර කෙරේ. එය ස්ථාවර අක්ෂීය-මාදිලි හැසිරීම පවත්වා ගැනීම සඳහා වැදගත් පරාමිතියකි.
වාර ගණන
වැඩි හැරීම් සාමාන්යයෙන් විද්යුත් විවරය වැඩි කරන අතර ඉහළ දිශානතියක් ලබා දිය හැකි නමුත් ඒවා ඇන්ටෙනා දිග සහ යාන්ත්රික සංකීර්ණතාව ද වැඩි කරයි.
බිම් තලය
පරාවර්තකයේ ප්රමාණය සහ හැඩය ඉදිරි විකිරණ රටාව, සම්බාධනය සහ පසුගාමී විකිරණ කෙරෙහි බලපෑම් කරයි.
පෝෂණය සහ සම්බාධනය ගැලපීම
නිවැරදි හෙලික්ස් මානයන් තිබියදීත්, දුර්වල සම්බාධන ගැලපීම පරාවර්තනය වූ බලය වැඩි කළ හැකි අතර සාක්ෂාත් කරගත් ඇන්ටෙනා ක්රියාකාරිත්වය අඩු කළ හැකිය. එබැවින් ප්රායෝගික සැලසුම් මඟින් විකිරණ ලක්ෂණ සමඟ ප්රතිලාභ අලාභය හෝ VSWR ඇගයීමට අවශ්ය වේ.
විකිරණ රටාව සහ ලාභය
අක්ෂීය මාදිලියේදී, හෙලික්සීය ඇන්ටෙනාවක් හෙලික්ස අක්ෂය දිගේ ආසන්න වශයෙන් කේන්ද්රගත වූ ප්රධාන කදම්භයක් නිපදවයි.
විද්යුත් දිග සහ හැරීම් ගණන වැඩි වන විට, ප්රධාන කදම්භය සාමාන්යයෙන් පටු වන අතර ඇන්ටෙනා දිශාව වැඩි වේ. විශේෂයෙන් දිගු හෝ ප්රශස්ත නොවන ව්යුහයන් තුළ පැති පෙති ද දිස්විය හැකිය.
එබැවින් ඇන්ටෙනාව ලාභයෙන් පමණක් ඇගයීමට ලක් නොකළ යුතුය. ඉංජිනේරුවන් සාමාන්යයෙන් ලක්ෂණ කිහිපයක් එකට සලකා බලයි:
- ලාභය
- සාක්ෂාත් කරගත් ලාභය
- අර්ධ බල කදම්භ පළල
- අක්ෂීය අනුපාතය
- VSWR හෝ ප්රතිලාභ අලාභය
- ඉදිරිපස-පසුපස අනුපාතය
- පැති-පෙති මට්ටම
- ධ්රැවීකරණ සංශුද්ධතාවය
- විකිරණ කාර්යක්ෂමතාව
මෙම පරාමිතීන් සංයෝජනය ඇන්ටෙනා ක්රියාකාරිත්වය පිළිබඳ තනි ලාභ අගයකට වඩා බොහෝ සම්පූර්ණ චිත්රයක් සපයයි.
හෙලිකල් ඇන්ටනා වල වාසි
හෙලික්සීය ඇන්ටනා ප්රයෝජනවත් ඉංජිනේරු වාසි කිහිපයක් ලබා දෙයි:
- සාපේක්ෂව සරල යාන්ත්රික ඉදිකිරීමක්
- අක්ෂීය මාදිලියේ ස්වභාවික චක්රලේඛ-ධ්රැවීකරණ හැකියාව
- ප්රයෝජනවත් මෙහෙයුම් කලාප පළල
- හොඳ දිශානුගත කාර්ය සාධනයක්
- විවිධ සංඛ්යාත පරාස සඳහා පරිමාණය කළ හැකි ජ්යාමිතිය
- නම්යශීලී RHCP හෝ LHCP ක්රියාත්මක කිරීම
- තනි ඇන්ටනා හෝ ඇන්ටෙනා අරා සඳහා සුදුසු වේ
නිර්මාණ සීමාවන්
සලකා බැලිය යුතු සාධක කිහිපයක් ද තිබේ:
- අක්ෂීය-මාදිලි සැලසුම් සඳහා සැලකිය යුතු භෞතික දිගක් අවශ්ය විය හැකිය
- ඉහළ ලාභයක් සඳහා සාමාන්යයෙන් වැඩි හැරීම් අවශ්ය වන අතර එම නිසා දිගු ඇන්ටෙනාවක් අවශ්ය වේ.
- කාර්ය සාධනය ජ්යාමිතික නිරවද්යතාවය මත දැඩි ලෙස රඳා පවතී.
- භූමි තල මානයන් විකිරණ ලක්ෂණ වලට බලපෑම් කරයි
- ආහාර ගැලපීම නිසි ලෙස නිර්මාණය කළ යුතුය.
- ඉහළ හැරීම් ගණනකදී යාන්ත්රික සහාය වඩාත් වැදගත් වේ.
- ප්රතිවිරුද්ධ චක්රලේඛ-ධ්රැවීකරණ සංවේදක මගින් ඉහළ ධ්රැවීකරණ නොගැලපීම් අලාභයක් ඇති කළ හැකිය.
සාමාන්ය යෙදුම්
හෙලික්සීය ඇන්ටනා පුළුල් පරාසයක RF පද්ධතිවල සොයාගත හැකිය, ඒවා අතර:
- චන්ද්රිකා සන්නිවේදනය
- අභ්යවකාශ යානා දුරමිතිය සහ ලුහුබැඳීම
- බිම්-ස්ථාන සන්නිවේදනය
- ගුවන්විදුලි තාරකා විද්යාව
- ගුවන් හා අභ්යවකාශ සන්නිවේදන පද්ධති
- RF දුරස්ථමිතිය
- දිශානුගත VHF සහ UHF සබැඳි
- දුරස්ථ සංවේදනය
- ඇන්ටෙනා මැනීම සහ පර්යේෂණ
- චක්රීය-ධ්රැවීකරණ අත්හදා බැලීම්
- සන්නිවේදන පද්ධති පරීක්ෂාව
RF ඉංජිනේරු විද්යාවේදී හෙලික්සීය ඇන්ටනා වැදගත් වන්නේ ඇයි?
ඇන්ටෙනා ජ්යාමිතිය විද්යුත් චුම්භක හැසිරීම් පාලනය කරන ආකාරය පිළිබඳ විශිෂ්ට උදාහරණයකි හෙලික්සීය ඇන්ටනාව.
වට ප්රමාණය, පරතරය, තාරතා කෝණය සහ හැරීම් ගණන වැනි පරාමිතීන් වෙනස් කිරීමෙන්, ඉංජිනේරුවන්ට සංයුක්ත පුළුල් පැති රේඩියේටරයක සිට දිශානුගත වෘත්තාකාර ධ්රැවීකරණය කරන ලද ඇන්ටෙනාවකට ගමන් කළ හැකිය.
භෞතික ජ්යාමිතිය සහ විද්යුත් ක්රියාකාරිත්වය අතර මෙම සම්බන්ධතාවය චක්රලේඛ ධ්රැවීකරණය කරන ලද අං ඇන්ටනා, ඇන්ටෙනා අරා, චන්ද්රිකා ඇන්ටනා, පුළුල් පරාස මිනුම් ඇන්ටනා සහ මයික්රෝවේව් සන්නිවේදන පද්ධති වැනි වඩාත් දියුණු ඇන්ටෙනා තාක්ෂණයන් අධ්යයනය කිරීමේදී ද වැදගත් වේ.
RF MISO මගින් RF පරීක්ෂණ, සන්නිවේදනය, රේඩාර්, ඇන්ටෙනා මිනුම් සහ පද්ධති ඒකාබද්ධ කිරීමේ යෙදුම් සඳහා ඇන්ටනා සහ මයික්රෝවේව් සංරචක සංවර්ධනය කරයි. හෙලික්සීය ඇන්ටෙනාව වැනි මූලික ඇන්ටෙනා ව්යුහයන් අවබෝධ කර ගැනීම ඉංජිනේරුවන්ට සංඛ්යාත පරාසය, ලාභය, ධ්රැවීකරණය, අක්ෂීය අනුපාතය, කදම්භ පළල, VSWR සහ විකිරණ රටාව ඇතුළු වැදගත් පරාමිතීන් වඩා හොඳින් ඇගයීමට උපකාරී වේ.
ඇන්ටනා පිළිබඳ වැඩිදුර දැන ගැනීමට කරුණාකර පිවිසෙන්න:
පළ කිරීමේ කාලය: අගෝස්තු-07-2026
