අං ඇන්ටනා යනු මයික්‍රෝවේව් සහ මිලිමීටර තරංග ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ බහුලව භාවිතා වන දිශානුගත ඇන්ටනා අතර වේ. ඒවායේ සරල යාන්ත්‍රික ව්‍යුහය, පුරෝකථනය කළ හැකි විකිරණ ලක්ෂණ, සාපේක්ෂව අඩු පරාවර්තනය සහ මධ්‍යස්ථ සිට ඉහළ ලාභයක් ලබා ගැනීමේ හැකියාව ඇන්ටෙනා මැනීම, EMC පරීක්ෂණ, රේඩාර්, සන්නිවේදන පද්ධති, පෝෂක පද්ධති සහ RF රසායනාගාරවල ඒවා වටිනා කරයි.
අං ඇන්ටෙනාවක් මූලික වශයෙන් සැලකිය හැක්කේක්‍රමයෙන් දැල්වෙන විවරයක් සහිත තරංග මාර්ගෝපදේශය. විද්‍යුත් චුම්භක තරංග තරංග මාර්ගෝපදේශයේ සිට නිදහස් අවකාශයට හදිසි සංක්‍රාන්තියකට මුහුණ දීමට ඉඩ දීම වෙනුවට, දැල්වෙන කොටස වඩාත් ක්‍රමයෙන් පරිවර්තනයක් සපයයි. මෙය සම්බාධන ගැලපීම වැඩිදියුණු කිරීමට උපකාරී වන අතර විද්‍යුත් චුම්භක ශක්තියෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් පාලිත විකිරණ කදම්භයකට යොමු කරයි.
තරංග මාර්ගෝපදේශක ජ්‍යාමිතිය සහ විවරය ප්‍රසාරණය වන දිශාව මත පදනම්ව, අං ඇන්ටනා ආකාර කිහිපයකින් නිර්මාණය කළ හැකිය, ඒවා අතර:ආංශික අං, පිරමිඩීය අං සහ කේතුකාකාර අංමුල් යොමු ලිපියෙහි අං ඇන්ටෙනා ව්‍යුහයන් පිළිබඳ ප්‍රධාන හැඳින්වීම ලෙස මෙම වින්‍යාස තුන භාවිතා කරයි.
1. හෝන් ඇන්ටෙනාවක් ක්‍රියා කරන්නේ කෙසේද?
තරංග මාර්ගෝපදේශයක් සන්නායක ව්‍යුහයක් තුළ විද්‍යුත් චුම්භක ශක්තිය සීමා කරයි. මඟ පෙන්වන තරංගය විවෘත කෙළවරකට ළඟා වූ විට, ශක්තියෙන් කොටසක් නිදහස් අවකාශයට විකිරණය වන අතර, තරංග මාර්ගෝපදේශය සහ නිදහස්-අවකාශ සම්බාධන අතර සංක්‍රාන්තිය නිසා කොටසක් පරාවර්තනය විය හැකිය.
අං ඇන්ටෙනාවක් මඟින් තරංග මාර්ගෝපදේශක හරස්කඩ විවරය දෙසට ක්‍රමයෙන් වැඩි කිරීමෙන් මෙම සංක්‍රාන්තියේ හදිසි බව අඩු කරයි.
විද්‍යුත් චුම්භක තරංගය දැල්වෙන කොටස හරහා ප්‍රචාරණය වන විට, ක්ෂේත්‍රය විශාල විවරයක් හරහා ප්‍රසාරණය වේ. ඉන්පසු විවරය නිදහස් අවකාශයට විකිරණය වී දිශානුගත කදම්භයක් නිපදවයි.
එබැවින් ගිනිදැල වැදගත් අරමුණු දෙකක් ඉටු කරයි:
- එය තරංග මාර්ගෝපදේශය සහ නිදහස් අවකාශය අතර සුමට සංක්‍රාන්තියක් සපයයි.
- එය ඵලදායී විකිරණ විවරය වැඩි කරයි, වැඩි දිශානතියක් සහ ලාභයක් ලබා ගැනීමට ඉඩ සලසයි.
අං එකක් කරන බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්යපරාවර්තන හෝ ස්ථාවර තරංග සම්පූර්ණයෙන්ම ඉවත් නොකරයි.ඒ වෙනුවට, සුදුසු ලෙස නිර්මාණය කරන ලද අඟක් මඟින් පරාවර්තනය අඩු කර හොඳ සම්බාධන ගැලපීමක් ලබා දිය හැකි අතර, එය සාමාන්‍යයෙන් සාපේක්ෂව අඩු VSWR එකකින් පිළිබිඹු වේ.
රූපය 1. ක්‍රමයෙන් දැල්වෙන තරංග මාර්ගෝපදේශක විවරයක් සහිත සාමාන්‍ය අං ඇන්ටෙනාවක්.
2. හෝන් ඇන්ටනා වල ක්‍රියාකාරී සංඛ්‍යාතය
අං ඇන්ටනා වලට එක් විශ්වීය සංඛ්‍යාත පරාසයක් නොමැත.
ඒවායේ ක්‍රියාකාරී සංඛ්‍යාතය බොහෝ දුරට තීරණය වන්නේතරංග මාර්ගෝපදේශ මානයන්, තරංග මාර්ගෝපදේශ මාදිලිය, විවර ජ්‍යාමිතිය, පෝෂණ ව්‍යුහය සහ අපේක්ෂිත කලාප පළල.
තරංග ආයාමය අඩු වන විට තරංග මාර්ගෝපදේශක මානයන් ප්‍රායෝගික වන බැවින් සාම්ප්‍රදායික අං ඇන්ටනා විශේෂයෙන් මයික්‍රෝවේව් සහ මිලිමීටර තරංග සංඛ්‍යාතවල බහුලව දක්නට ලැබේ. කෙසේ වෙතත්, විශේෂයෙන් නිර්මාණය කරන ලද පුළුල් පරාස අං ව්‍යුහයන් අඩු සංඛ්‍යාතවලදී ද ක්‍රියා කළ හැකි අතර, නිරවද්‍ය තරංග මාර්ගෝපදේශක අං මිලිමීටර තරංග සහ උප-THz කලාප දක්වා හොඳින් විහිදිය හැකිය.
උදාහරණයක් ලෙස, අං ඇන්ටෙනා මෝස්තර මෙගාහර්ට්ස් සිය ගණනක පරාසයක සිට 100 GHz ට වැඩි පරාසයක් දක්වා සොයාගත හැකිය. RF MISO දැනට ක්‍රියාත්මක වන බ්‍රෝඩ්බෑන්ඩ් අං වින්‍යාසයන් පිරිනමයි300–750 MHz, මෙන්ම කේතුකාකාර අං ඇන්ටනා ආවරණය කරයි220–325 GHz, මෙම ඇන්ටෙනා පවුලේ ප්‍රායෝගික සංඛ්‍යාත පරාසය කෙතරම් පුළුල් විය හැකිද යන්න නිරූපණය කරයි.
3. අං ඇන්ටනා වල ප්‍රධාන වර්ග
3.1 ආංශික අං ඇන්ටනාව
සෘජුකෝණාස්‍රාකාර තරංග මාර්ගෝපදේශයක් එක් තලයක පමණක් දැල්වූ විට ආංශික අං නිපදවනු ලැබේ.
තරංග මාර්ගෝපදේශය ප්‍රසාරණය වුවහොත්ඊ-ගුවන් යානය, ව්‍යුහය හැඳින්වෙන්නේඊ-තල අංශ අං. ප්‍රසාරණය සිදුවන්නේ නම්H-තලය, එය හැඳින්වෙන්නේH-තල ආංශික අං.
විවර මානය එක් තලයක පමණක් වැඩි වන නිසා, එම අනුරූප තලයේ කදම්භ හැඩගැස්වීම වඩාත් කැපී පෙනේ.
3.2 පිරමිඩල් අං ඇන්ටෙනාව
සෘජුකෝණාස්‍රාකාර තරංග මාර්ගෝපදේශයක් E-තලය සහ H-තලය යන දිශාවන් දෙකෙන්ම දැල්වූ විට පිරමිඩීය අඟක් සෑදේ.
එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ව්‍යුහය කප්පාදු කරන ලද පිරමීඩයකට සමාන වන අතර මානයන් දෙකෙහිම විවරය ප්‍රසාරණය කරයි.
පිරමිඩීය අං බහුලව භාවිතා වන්නේසම්මත ලාභ අං සහ යොමු ඇන්ටනාමන්ද ඒවායේ ලාභය සහ විකිරණ රටා නිවැරදිව සංලක්ෂිත කළ හැකි බැවිනි.
උදාහරණයක් ලෙස, RF MISO, බොහෝ මයික්‍රෝවේව් සහ මිලිමීටර-තරංග කලාප හරහා සම්මත ලාභ අං ඇන්ටනා ලබා දෙයි. එහි WR10 සම්මත ලාභ අං පවුලට ක්‍රියාත්මක වන ආකෘති ඇතුළත් වේ75 සිට 110 GHz දක්වා, නිශ්චිත ලාභය, VSWR, ධ්‍රැවීකරණය සහ කදම්භ පළල ලක්ෂණ සහිතව.
3.3 කේතුකාකාර අං ඇන්ටෙනාව
කේතුකාකාර අඟක් සාමාන්‍යයෙන් සෑදෙන්නේ වෘත්තාකාර තරංග මාර්ගෝපදේශයක් වෘත්තාකාර විවරයක් දෙසට ක්‍රමයෙන් ප්‍රසාරණය කිරීමෙනි.
සෘජුකෝණාස්‍රාකාර තරංග මාර්ගෝපදේශයකින් ආරම්භ වන පිරමිඩීය අඟක් මෙන් නොව, කේතුකාකාර අඟකට භ්‍රමණ සමමිතික ජ්‍යාමිතිය ඇත.
කේතුකාකාර අං ඇන්ටනා බහුලව භාවිතා වන්නේ මයික්‍රෝවේව්, මිලිමීටර තරංග, පෝෂක සහ මිනුම් යෙදුම්වල ය. පෝෂක ව්‍යුහය සහ ධ්‍රැවීකරණ ජාලය මත පදනම්ව, ඒවාට වඩාත් විශේෂිත ධ්‍රැවීකරණ වින්‍යාසයන් සඳහා ද සහාය විය හැකිය.
රූපය 2. සාමාන්‍ය අං ඇන්ටෙනා වින්‍යාසයන්: E-තල ආංශික, H-තල ආංශික, පිරමිඩීය සහ කේතුකාකාර අං.
4. දැල්වෙන කෝණය, විවර ප්‍රමාණය සහ අං දිග
අං වල ජ්‍යාමිතිය එහි විද්‍යුත් චුම්භක ක්‍රියාකාරිත්වයට සෘජු බලපෑමක් ඇති කරයි.
වැදගත් සැලසුම් පරාමිතීන් තුනක් නම්:
දැල්වෙන කෝණය, විවරය ප්‍රමාණය සහ අං දිග.
විශාල විවරයක් සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ දිශානතියක් සහ පටු කදම්භයක් සැපයිය හැකි නමුත්, හුදෙක් දැල්වීමේ කෝණය වැඩි කිරීමෙන් ස්වයංක්‍රීයව වඩා හොඳ කාර්ය සාධනයක් ඇති නොවේ.
දී ඇති විවර ප්‍රමාණයකට අං ඉතා කෙටි නම්, විවරය හරහා අධික අවධි විචලනය දිස්විය හැකිය. මෙය විවර කාර්යක්ෂමතාව අඩු කරන අතර විකිරණ රටාව පිරිහීමට ලක් කළ හැකිය.
අනෙක් අතට, අං එක අධික ලෙස දිගු කිරීම යාන්ත්‍රික ප්‍රමාණය සහ බර වැඩි කරන අතර එමඟින් කාර්ය සාධනයේ සමානුපාතික දියුණුවක් අවශ්‍යයෙන්ම ලබා නොදේ.
එබැවින් අං නිර්මාණයට තුලනය ඇතුළත් වේ:
- විවර ප්‍රමාණය
- දැල්වෙන කෝණය
- දිග
- අදියර දෝෂය
- ලාභය
- කදම්භ පළල
- යාන්ත්‍රික මානයන්
5. විකිරණ රටාව සහ කදම්භ ලක්ෂණ
අං ඇන්ටනා සාමාන්‍යයෙන් දිශානුගත රේඩියේටර් වේ.
විද්‍යුත් චුම්භක ශක්තිය ප්‍රධාන වශයෙන් විවරය හරහා ඉදිරි දිශාවට සංකේන්ද්‍රණය වී ඇති අතර, පැති තල සමඟ පැහැදිලිව අර්ථ දක්වා ඇති ප්‍රධාන කදම්භයක් නිපදවයි.
විකිරණ රටා කැපීම් දෙකක් විශේෂයෙන් වැදගත් වේ:
- ඊ-තල විකිරණ රටාව
- H-තල විකිරණ රටාව
එම3 dB කදම්භ පළලවිකිරණ බලය එහි උපරිම අගයට වඩා 3 dB කින් අඩු වන ලක්ෂ්‍ය දෙක අතර ප්‍රධාන කදම්භයේ කෝණික පළල විස්තර කිරීමට බහුලව භාවිතා වේ.
සාමාන්‍යයෙන්, තරංග ආයාමයට සාපේක්ෂව ඵලදායී විවරය වැඩි කිරීමෙන් දිශානුගත බව වැඩි වන අතර කදම්භය පටු වීමට නැඹුරු වේ.
මෙම සම්බන්ධතාවය ප්‍රායෝගික මිලිමීටර-තරංග අං ඇන්ටනාවල ද නිරීක්ෂණය කළ හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, RF MISO හි 75–110 GHz සම්මත ලාභ අං, ලාභ සහ VSWR දත්ත සමඟ E-තලය සහ H-තල කදම්භ පළල ලක්ෂණ නිශ්චිත කරයි.
රූපය 3. අං විවරයක් හරහා විද්‍යුත් චුම්භක තරංග ප්‍රසාරණය සහ විකිරණය නිරූපණය කිරීම.
6. හෝන් ඇන්ටනා වල වාසි
RF සහ මයික්‍රෝවේව් පද්ධති සඳහා අං ඇන්ටනා වාසි කිහිපයක් ලබා දෙයි:
හොඳ මඟ පෙන්වීමක්
විශාල කරන ලද විවරය ඉදිරි දිශාවට විකිරණ සාන්ද්‍රණය කරයි.
පුරෝකථනය කළ හැකි විකිරණ ලක්ෂණ
හොඳින් නිර්මාණය කරන ලද අං ඇන්ටනා මඟින් ස්ථාවර සහ හොඳින් අර්ථ දක්වා ඇති E-තලය සහ H-තල රටා සැපයිය හැකිය.
හොඳ සම්බාධන ගැලපීම
තරංග මාර්ගෝපදේශයේ සිට නිදහස් අවකාශයට ක්‍රමයෙන් සංක්‍රමණය වීම පරාවර්තනය අඩු කර අඩු VSWR සඳහා සහාය විය හැක.
මධ්‍යස්ථ සිට ඉහළ ලාභයක්
විවිධ ලාභ මට්ටම් සැපයීම සඳහා විවිධ විවර ප්‍රමාණ සහ අං දිග නිර්මාණය කළ හැකිය.
සාපේක්ෂව සරල ව්‍යුහයක්
බොහෝ සංකීර්ණ ඉහළ ලාභ ඇන්ටෙනා ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පයන් හා සසඳන විට, සාම්ප්‍රදායික අං යාන්ත්‍රිකව සරල සහ ශක්තිමත් වේ.
අධි-සංඛ්‍යාත මිනුම් සඳහා සුදුසු වේ
ඒවායේ තරංග මාර්ගෝපදේශ පාදක ගෘහ නිර්මාණ ශිල්පය, මයික්‍රෝවේව් සහ මිලිමීටර තරංග මිනුම් පද්ධතිවල අං ඇන්ටනා විශේෂයෙන් වටිනා කරයි.
7. සැලසුම් සලකා බැලීම් සහ සීමාවන්
අං ඇන්ටනාවලට ඉංජිනේරුමය හුවමාරු කිහිපයක් ද ඇතුළත් වේ.
ඉහළ ලාභයක් සඳහා සාමාන්‍යයෙන් විශාල විද්‍යුත් විවරයක් අවශ්‍ය වන අතර එමඟින් ඇන්ටෙනාවේ භෞතික මානයන් වැඩි විය හැක.
විවරය පුරා පිළිගත හැකි අවධි ව්‍යාප්තියක් පවත්වා ගැනීම සඳහා විවරයේ ප්‍රමාණය, අං දිග සහ දැල්වීමේ කෝණය අතර සම්බන්ධතාවය ප්‍රවේශමෙන් පාලනය කළ යුතුය.
ඉතා ඉහළ සංඛ්‍යාතවලදී, යන්ත්‍රෝපකරණ නිරවද්‍යතාවය, මතුපිට ගුණාත්මකභාවය, තරංග මාර්ගෝපදේශ මානයන් සහ ෆ්ලැන්ජ් පෙළගැස්ම වඩ වඩාත් වැදගත් වන්නේ සාපේක්ෂව කුඩා යාන්ත්‍රික දෝෂ පවා තරංග ආයාමයේ සැලකිය යුතු කොටසක් නියෝජනය කළ හැකි බැවිනි.
එබැවින් ඉංජිනේරුවන් ලාභය සහ සංඛ්‍යාත පරාසය පමණක් නොව, පහත සඳහන් දෑ ද ඇගයීමට ලක් කළ යුතුය:
VSWR, ධ්‍රැවීකරණය, හරස්-ධ්‍රැවීකරණ කාර්ය සාධනය, කදම්භ පළල, පැති තලය මට්ටම, RF අතුරුමුහුණත, බල හැසිරවීම සහ යාන්ත්‍රික ඉවසීම.
8. අං ඇන්ටනා වල යෙදුම්
ඒවායේ දිශානුගත විකිරණ, ස්ථායී ලක්ෂණ සහ තරංග මාර්ගෝපදේශ පද්ධති සමඟ අනුකූලතාවය නිසා, අං ඇන්ටනා බහුලව භාවිතා වන්නේ:
- ඇන්ටෙනා ලාභ මැනීම
- විකිරණ රටා මැනීම
- EMC සහ EMI පරීක්ෂණ
- රේඩාර් පද්ධති
- ක්ෂුද්‍ර තරංග සහ මිලිමීටර තරංග සන්නිවේදනය
- චන්ද්‍රිකා ඇන්ටෙනා පරීක්ෂාව
- දිශාව සොයා ගැනීම සහ නිරීක්ෂණය
- ඇනෙකොයික් කුටීර මැනීම
- පරාවර්තක ඇන්ටෙනා සංග්‍රහ
- RF පර්යේෂණ සහ රසායනාගාර පද්ධති
- ක්‍රමාංකන සහ යොමු ඇන්ටෙනා යෙදුම්
පුළුල් පරාස අං සැලසුම් මඟින් මිනුම් සහ අධීක්ෂණ පද්ධති සඳහා පුළුල් මෙහෙයුම් කලාප පළලක් ද සැපයිය හැකිය. උදාහරණයක් ලෙස, RF MISO හි 18–40 GHz පුළුල් පරාස අං ඇන්ටනා, මයික්‍රෝවේව් පරීක්ෂණ, ඇන්ටෙනා මිනුම්, චන්ද්‍රිකා ඇන්ටනා පරීක්ෂණ, දිශාව සොයා ගැනීම, නිරීක්ෂණ සහ EMC ආශ්‍රිත මිනුම් ඇතුළු යෙදුම් සඳහා නිශ්චිතව දක්වා ඇත.
නිගමනය
අං ඇන්ටෙනාවක් මඟින් මඟ පෙන්වන විද්‍යුත් චුම්භක තරංගයක් ක්‍රමයෙන් ප්‍රසාරණය වන තරංග මාර්ගෝපදේශක විවරයක් හරහා දිශානුගත නිදහස්-අවකාශ විකිරණයක් බවට පරිවර්තනය කරයි.
එහි සංයෝජනයහොඳ සම්බාධන ගැලපීම, දිශානුගත විකිරණය, පුරෝකථනය කළ හැකි කදම්භ ලක්ෂණ, ප්‍රයෝජනවත් ලාභය සහ සාපේක්ෂව සරල ඉදිකිරීමමයික්‍රෝවේව් සහ මිලිමීටර තරංග ඉංජිනේරු විද්‍යාවේ වැදගත්ම ඇන්ටෙනා ව්‍යුහයක් ලෙස අං නිර්මාණය කර ඇත.
ආංශික සහ පිරමිඩීය අංවල සිට කේතුකාකාර සහ පුළුල් පරාස සැලසුම් දක්වා, විවිධ ව්‍යුහයන් නිශ්චිත සංඛ්‍යාත පරාස, ධ්‍රැවීකරණ අවශ්‍යතා, ලාභ මට්ටම් සහ මිනුම් පරිසරයන් සඳහා ප්‍රශස්තිකරණය කළ හැකිය.
හෝන් ඇන්ටෙනාවක් තෝරා ගන්නා ඉංජිනේරුවන් සඳහා, සංඛ්‍යාත පරාසය ආරම්භක ලක්ෂ්‍යය පමණි. ලාභය, VSWR, කදම්භ පළල, ධ්‍රැවීකරණය, තරංග මාර්ගෝපදේශය හෝ කොක්සියල් අතුරුමුහුණත, බල හැසිරවීම සහ යාන්ත්‍රික මානයන් සියල්ල සම්පූර්ණ RF පද්ධතියේ අවශ්‍යතා අනුව ඇගයීමට ලක් කළ යුතුය.
පළ කිරීමේ කාලය: අගෝස්තු-21-2026
