యాంటెన్నా అర్రే: డిజైన్, వర్కింగ్, రకాలు & దాని అప్లికేషన్లు

యాంటెన్నా అనేది ఒక ప్రత్యేకమైన పరికరం, ఇది మెరుగైన అవుట్‌పుట్ ట్రాన్స్‌మిషన్ కోసం నిర్దిష్ట దిశలో కొంత శక్తిని ప్రసరింపజేయగలదు. మరింత సమర్థవంతమైన అవుట్‌పుట్ కోసం, దానికి మరికొన్ని యాంటెన్నా మూలకాలు జోడించబడతాయి, వీటిని యాంటెన్నా శ్రేణులు అంటారు. ఒకే యాంటెన్నా మంచి డైరెక్టివిటీని కలిగి ఉంటుంది, అయితే నష్టాలతో రిసీవర్‌కు సిగ్నల్ ట్రాన్స్‌మిషన్‌లో కొంతమేర విఫలమవుతుంది కాబట్టి యాంటెన్నా శ్రేణి ఉపయోగించబడుతుంది. కాబట్టి చాలా అప్లికేషన్లలో, మనకు అవసరం యాంటెనాలు యాంటెన్నా యొక్క విద్యుత్ పరిమాణాన్ని పెంచడం ద్వారా మెరుగుపరచబడే అధిక నిర్దేశక లక్షణాలతో. వ్యక్తిగత మూలకాల పరిమాణాన్ని పెంచకుండా యాంటెన్నా పరిమాణాన్ని పెంచడం అంటే యాంటెన్నా శ్రేణి మూలకాలను రూపొందించడం. ఈ వ్యాసం యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది యాంటెన్నా శ్రేణి - రకాలు మరియు అప్లికేషన్‌లతో వాటి పని.

యాంటెన్నా అర్రే అంటే ఏమిటి?

Antenna array నిర్వచనం; రేడియేషన్ నమూనాలను రూపొందించడానికి ఒకే యాంటెన్నాను రూపొందించడానికి ఏర్పాటు చేయబడిన యాంటెన్నాల సమూహం, కానీ వ్యక్తిగత యాంటెన్నాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడదు. కాబట్టి రేడియో సంకేతాలను ప్రసారం చేయడానికి లేదా స్వీకరించడానికి యాంటెన్నాల సమితి కలిసి పని చేస్తుంది. ప్రతి యాంటెన్నా చిన్నదిగా ఉన్నందున ఈ యాంటెన్నా రూపకల్పన మరియు నిర్వహణ ఖర్చుతో కూడుకున్నది. యాంటెన్నా అర్రే రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది.

యాంటెన్నా శ్రేణి కోసం, కాన్ఫిగర్ చేస్తున్నప్పుడు సరైన అంతరం & దశ తప్పనిసరిగా ఇవ్వాలి. యాంటెన్నాలు చాలా దూరం వరకు సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేసిన తర్వాత, సిగ్నల్ ఒక చివర నుండి మరొక వైపుకు ప్రసారం చేసేటప్పుడు వైకల్యం మరియు వక్రీకరణ కారణంగా అవి అధిక డైరెక్టివ్ గెయిన్‌ను కలిగి ఉండాలి. అయినప్పటికీ, ఒకే యాంటెన్నా  మంచి డైరెక్టివిటీతో ప్రసారం చేసినప్పటికీ, నష్టాలు లేకుండా ట్రాన్స్‌మిటర్ నుండి రిసీవర్‌కి సిగ్నల్‌ను ప్రసారం చేయడంలో విఫలమవుతుంది. కాబట్టి ఇది యాంటెన్నా శ్రేణిని ఉపయోగించడానికి ప్రధాన కారణం.

అర్రే యాంటెన్నా డిజైన్

అధిక నిర్దేశక లాభం అందించడానికి ఒకే వ్యవస్థను రూపొందించడానికి అనేక యాంటెన్నాలను ఏర్పాటు చేయడం ద్వారా యాంటెన్నా శ్రేణి రూపొందించబడింది. శ్రేణిలోని యాంటెన్నాలు సరిగ్గా & సరైన దశలో ఉండాలి, తద్వారా అదే దిశలో అమరికలోని ప్రతి యాంటెన్నా యొక్క స్వతంత్ర సహకారం జోడించబడుతుంది, అయితే మిగిలిన అన్ని దిశలలో అది రద్దు చేయబడుతుంది. ఈ రకమైన అమరిక సిస్టమ్ యొక్క నిర్దేశకతను మెరుగుపరుస్తుంది. సిస్టమ్‌లోని అన్ని యాంటెన్నాలు సరళ రేఖలో అమర్చబడిన తర్వాత దానిని లీనియర్ యాంటెన్నా శ్రేణి అంటారు.

యాంటెన్నా అర్రే పని చేస్తోంది

యాంటెన్నా శ్రేణి అనేది వివిధ యాంటెన్నా మూలకాల సమితి. సాధారణంగా, బహుళ-మూలక శ్రేణి సగం-తరంగ డైపోల్ యాంటెన్నాను ఉపయోగిస్తుంది. ఈ యాంటెన్నా ఓమ్నిడైరెక్షనల్ రేడియేషన్ నమూనాను కలిగి ఉంటుంది కాబట్టి తరంగాలు విస్తృత కోణంలో విడుదలవుతాయి. ఈ యాంటెన్నాలు ప్రత్యేకించి ఒకే దిశలో విడుదల చేసే సామర్థ్యాన్ని పెంపొందించడానికి, ఈ యాంటెనాలు సరైన అంతరంతో శ్రేణి రూపంలో అమర్చబడి ఉంటాయి. సరైన దశ ద్వారా కరెంట్‌ని అందించడం ద్వారా ఈ శ్రేణులు ఏకకాలంలో ఉత్తేజితమవుతాయి.

సాధారణంగా యాంటెన్నా యొక్క శ్రేణిలో, ఒకే సమయంలో ఒకే దిశలో ప్రవహించడంలో అత్యధిక విలువను సాధిస్తే, వివిధ యాంటెన్నా మూలకాలలోని ప్రవాహాలు దశలో ఉంటాయి. అందువల్ల, శ్రేణిలోని ప్రతి మూలకం నుండి యాంటెన్నా మూలకాలు సరైన దశతో అందించబడిన తర్వాత, గోళాకార తరంగాలు జోక్యం కారణంగా సూపర్మోస్ చేయబడతాయి & రేడియో తరంగాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తాయి. ఇక్కడ వ్యవస్థలో, జోక్యం నిర్మాణాత్మక (లేదా) విధ్వంసకమైనది మరియు పూర్తిగా మూలకాల ద్వారా వెలువడే తరంగాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఫలితంగా, యాంటెన్నా మూలకాల నుండి వెలువడే తరంగాలు దశలో ఉన్నట్లయితే, అవి ఉపయోగకరంగా జోడించబడతాయి, తద్వారా ఇది రేడియేటెడ్ శక్తిని పెంచుతుంది. అయితే, వ్యక్తిగత మూలకాల నుండి విడుదలయ్యే తరంగాలు దశలో లేకుంటే, అవి ఒకదానికొకటి రద్దు చేయడానికి విధ్వంసకరంగా జోడించబడతాయి. కాబట్టి ఇది రేడియేట్ పవర్‌లో తగ్గుదలకు కారణమవుతుంది.

ఇలా, శ్రేణి మూలకాల నుండి విడుదలయ్యే రేడియేషన్‌లు దశలో ఉంటాయి మరియు గరిష్ట బలాన్ని కలిగి ఉండే డైరెక్షనల్ బీమ్‌ను అందిస్తాయి, తద్వారా ఇది చాలా దూరం ప్రయాణించగలదు. అందువల్ల, యాంటెన్నా శ్రేణి ద్వారా అందించబడిన రేడియేషన్ నమూనా ఒక ప్రధాన లోబ్‌ను కలిగి ఉంటుంది, అది ఒకే దిశలో బలమైన పుంజంను నిర్దేశిస్తుంది. శ్రేణిలోని మూలకాల సంఖ్య పెరిగినప్పుడు, ప్రధాన లోబ్ ఇరుకైనది & చిన్న సైడ్ లోబ్‌లు యాంటెన్నా అందించిన లాభంలో పెరుగుదలను పేర్కొంటాయి.

అర్రే యాంటెన్నా రకాలు

అర్రే యాంటెన్నాలు నాలుగు రకాలుగా బ్రాడ్‌సైడ్, ఎండ్-ఫైర్, కొల్లినియర్ & పారాసిటిక్ యాంటెన్నా శ్రేణిగా వర్గీకరించబడ్డాయి, ఇక్కడ ప్రతి రకం క్రింద చర్చించబడుతుంది.

బ్రాడ్‌సైడ్ యాంటెన్నా అర్రే

బ్రాడ్‌సైడ్ యాంటెన్నా శ్రేణి అమరిక క్రింద చూపబడింది, ఇక్కడ వివిధ సారూప్య మూలకాలు యాంటెన్నా గొడ్డలి రేఖ వెంట సమాంతరంగా అమర్చబడి ఉంటాయి. ఈ రకమైన అమరికలో, మూలకాలు ఒకదానికొకటి సమానమైన దూరం వద్ద క్షితిజ సమాంతరంగా అమర్చబడి ఉంటాయి & ప్రతి మూలకం సారూప్య దశ & పరిమాణం యొక్క కరెంట్ ద్వారా అందించబడుతుంది.

ఈ అమరికలోని మూలకాలను శక్తివంతం చేసినప్పుడల్లా బ్రాడ్‌సైడ్ నుండి గరిష్ట రేడియేషన్ విడుదల చేయబడుతుంది, అంటే శ్రేణి అక్షానికి సాధారణ దిశ అయితే ఇతర దిశల నుండి కొంత మొత్తంలో రేడియేషన్ విడుదల అవుతుంది. కనుక ఇది ఒక ద్విదిశాత్మక రేడియేషన్ నమూనాను అందిస్తుంది ఎందుకంటే ఇది బ్రాడ్‌సైడ్‌లో రెండు దిశలలో ప్రసరిస్తుంది. కాబట్టి, ఈ అమరికలో, రేడియేషన్ సూత్రం యొక్క దిశ శ్రేణి అక్షం & మూలకం స్థానం యొక్క విమానంలో సాధారణం. బ్రాడ్‌సైడ్ యాంటెన్నా శ్రేణి యొక్క రేడియేషన్ నమూనా క్రింద చూపబడింది.

మూలకం యొక్క అమరిక క్షితిజ సమాంతరంగా ఉన్నందున బ్రాడ్‌సైడ్ యాంటెన్నా శ్రేణి యొక్క రేడియేషన్ నమూనా నిలువుగా ఉంటుంది.

మేము రేడియేషన్ నమూనాను ద్విదిశ నుండి ఏకదిశకు మార్చాలనుకుంటే, ఈ యాంటెన్నా శ్రేణి వెనుక λ/4 దూరంలో ఏర్పాటు చేయాలి & 90° ఫేజ్ లీడ్ కలిగి ఉన్న కరెంట్ ద్వారా ప్రతిరూప శ్రేణిని ఉత్తేజపరుస్తుంది. సాధారణంగా, ఈ అమరికలోని మూలకాల సంఖ్య ధర & బీమ్ వెడల్పుతో అందుబాటులో ఉన్న స్థలంపై ఆధారపడి ఉంటుంది, అయితే శ్రేణి పొడవు 2 λ నుండి 10 λ మధ్య తీసుకోబడుతుంది. సాధారణంగా, ఈ యాంటెన్నా శ్రేణులు విదేశీ ప్రసార వ్యవస్థలలో ఉపయోగించబడతాయి.

ఎండ్-ఫైర్ యాంటెన్నా అర్రే

ఎండ్-ఫైర్ యాంటెన్నా శ్రేణి అమరిక బ్రాడ్‌సైడ్ అమరికలోని మూలకాల వలె ఉంటుంది, అయితే ఈ రెండు కాన్ఫిగరేషన్‌ల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం ఉత్తేజిత మార్గం. ఈ అమరికలో, మూలకాలు సాధారణంగా 180°తో ఫేజ్ వెలుపల ఉంటాయి, అయితే బ్రాడ్‌సైడ్ అమరికలో ప్రతి మూలకం ఒకే రకమైన కరెంట్‌తో అందించబడుతుంది. ఈ అమరికలో, శ్రేణి అక్షం వెంట గరిష్ట రేడియేషన్ పొందబడుతుంది.

ఈ విధంగా, ఏకదిశాత్మక రేడియేషన్ నమూనాను పొందడానికి, ఈ పూర్తి సారూప్య మూలకాల అమరిక కేవలం సమానమైన యాంప్లిట్యూడ్ కరెంట్‌తో శక్తినిస్తుంది, అయినప్పటికీ, దశ రేఖ వెంట నిరంతరం మారుతుంది. కాబట్టి, యాంటెన్నా శ్రేణి యొక్క అక్షం ద్వారా సంభవించే అత్యధిక రేడియేషన్ ద్వారా ఎండ్-ఫైర్ అర్రే ఏకదిశాత్మక రేడియేషన్ నమూనాను ఉత్పత్తి చేస్తుందని పేర్కొనవచ్చు.

పై రేడియేషన్ నమూనా రేఖాచిత్రంలో, ఈ అమరికలోని మూలకాల మధ్య ప్రధాన దూరం సాధారణంగా λ/4 (లేదా) 3λ/4గా అర్థం అవుతుంది. కాబట్టి ఈ శ్రేణులు పాయింట్-టు-పాయింట్ కమ్యూనికేషన్‌లో చాలా తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి & అధిక, మధ్యస్థ మరియు తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధులకు తగినవి.

కొలినియర్ అర్రే

కొల్లినియర్ శ్రేణిలో, యాంటెన్నా ఎలిమెంట్‌లు ఒకదాని తర్వాత మరొకటి అని అర్ధం. కాబట్టి ఈ అమరిక క్షితిజ సమాంతరంగా లేదా నిలువుగా ఉంటుంది. క్షితిజ సమాంతర అమరికతో కొలినియర్ శ్రేణి క్రింద చూపబడింది.

అన్ని యాంటెన్నా మూలకాలకు, అన్ని మూలకాలకు ఒకే దశ & పరిమాణం యొక్క ప్రవాహాల ద్వారా ఉత్తేజితం అందించబడుతుంది. బ్రాడ్‌సైడ్ అర్రే మాదిరిగానే, ఇది యాంటెన్నా అర్రే అక్షానికి సాధారణ దిశలో రేడియేషన్‌ను కూడా అందిస్తుంది. అందువల్ల, కొల్లినియర్ శ్రేణి యొక్క రేడియేషన్ నమూనా కొంతవరకు బ్రాడ్‌సైడ్ యాంటెన్నా శ్రేణికి సంబంధించినది.

మూలకాలు 0.3 నుండి 0.5λ దూరంలో ఉన్నప్పుడల్లా ఈ అమరిక అత్యధిక లాభాలను అందిస్తుంది, అయితే ఇది యాంటెన్నా శ్రేణిలో నిర్మాణపరమైన అలాగే ఫీడింగ్ సమస్యలను కలిగిస్తుంది. కాబట్టి, మూలకాలు ఒకదానికొకటి దగ్గరగా అమర్చబడి ఉంటాయి.

కొల్లినియర్ అర్రే రేడియేషన్ నమూనా పైన చూపబడింది. శ్రేణి పొడవు పెరుగుదలతో డైరెక్టివిటీ కూడా పెరుగుతుందని ఇక్కడ గమనించాలి. సాధారణంగా, రెండు ఎలిమెంట్స్ కొల్లినియర్ అర్రే సాధారణంగా ఉపయోగించబడుతుంది ఎందుకంటే ఇది మల్టీ-బ్యాండ్ ఆపరేషన్‌కు మద్దతు ఇస్తుంది, అయితే కొన్నిసార్లు, కొన్ని అప్లికేషన్‌లు బ్రాడ్‌సైడ్, ఎండ్-ఫైర్ & కొల్లినియర్ శ్రేణుల కలయికను ఉపయోగిస్తాయి ఎందుకంటే ఇది డైరెక్టివిటీ & గెయిన్‌ను చాలా ఎక్కువ శ్రేణికి పెంచుతుంది.

పరాన్నజీవి శ్రేణి

పరాన్నజీవి యాంటెన్నా మూలకాల వంటి బహుళ-మూలక శ్రేణులు పరాన్నజీవిగా అమర్చబడి ఉంటాయి, ఇవి ప్రతి శ్రేణి మూలకానికి ఆహారం ఇవ్వకుండా గరిష్ట దిశాత్మక లాభాలను అందిస్తాయి. ఈ రకమైన అమరిక ప్రతి యాంటెన్నా శ్రేణి మూలకానికి ప్రత్యక్ష ఉత్తేజాన్ని అందించకుండా ఫీడ్ లైన్ సమస్యను పరిష్కరించడంలో సహాయపడుతుంది. పరాన్నజీవి యాంటెన్నా అమరిక క్రింద చూపబడింది.

నేరుగా ఫీడ్ చేయని మూలకాలను పరాన్నజీవి మూలకాలు అంటారు & అవి కేవలం సమీపంలో ఉన్న నడిచే మూలకం ద్వారా విడుదలయ్యే రేడియేషన్ నుండి తమ శక్తిని పొందుతాయి. ఫలితంగా, డ్రైవింగ్ మూలకం సమీపంలో ఉన్నందున పరాన్నజీవి మూలకాలు విద్యుదయస్కాంత కలపడం ద్వారా సక్రియం చేయబడతాయి.

యాంటెన్నా శ్రేణి యొక్క పరాన్నజీవి మూలకాలు నేరుగా ఉత్తేజితం కావు కానీ అవి డ్రైవింగ్ మూలకం వైపు అందించబడిన ఉత్తేజితంపై ఆధారపడతాయి. కాబట్టి, నడిచే మూలకం వల్ల కలిగే పరాన్నజీవి మూలకంలోని ప్రేరేపిత కరెంట్ ఈ రెండు మూలకాల మధ్య దూరం & వాటి ట్యూనింగ్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

అందువలన, డ్రైవింగ్ మరియు పరాన్నజీవి మూలకాల మధ్య 'λ/4' విభజన దూరం & 90° దశ వ్యత్యాసంతో ఏకదిశాత్మక రేడియేషన్ నమూనా ఉత్పత్తి చేయబడుతుంది. అందువల్ల, ఈ శ్రేణి యొక్క రేడియేషన్ నమూనా కేవలం డ్రైవింగ్ మూలకం తర్వాత ఏర్పాటు చేయబడిన రిఫ్లెక్టర్ ద్వారా సృష్టించబడుతుంది, ఇందులో ఫార్వర్డ్ వేవ్ వైపు తిరిగి ప్రతిబింబించే తరంగాలు ఉంటాయి. ఈ రకమైన యాంటెన్నా శ్రేణుల పరిధి ఫ్రీక్వెన్సీ 100 - 1000 MHz వరకు ఉంటుంది.

యాంటెన్నా అర్రే గెయిన్ అంటే ఏమిటి?

యాంటెన్నా శ్రేణి లాభం ఒకే ఐసోట్రోపిక్ రేడియేటర్‌తో ఒకే విధమైన శక్తిని ప్రసరింపజేస్తే, పొందిన రేడియేషన్ యొక్క తీవ్రతకు పేర్కొన్న దిశలో తీవ్రత యొక్క నిష్పత్తిగా నిర్వచించవచ్చు.

యాంటెన్నా అర్రే యొక్క ప్రయోజనం ఏమిటి?

యాంటెన్నా శ్రేణి యొక్క ఉద్దేశ్యం ఒకే యాంటెన్నాగా పని చేయడం ద్వారా రేడియో తరంగాలను ప్రసారం చేయడం/స్వీకరించడం.

మంచి యాంటెన్నా లాభం ఏమిటి?

మంచి యాంటెన్నా లాభం 3 dB, 6dB, మొదలైనవి.

యాంటెన్నాలో అర్రే అంటే ఏమిటి?

యాంటెన్నాలోని శ్రేణి అనేది ఒకే యాంటెన్నాను రూపొందించడానికి అనుసంధానించబడిన యాంటెన్నాల సమూహం.

యాంటెన్నా అర్రే యొక్క శ్రేణి కారకం ఏమిటి?

యాంటెన్నా అర్రే ఫ్యాక్టర్ అనేది శ్రేణిలోని యాంటెన్నా స్థానాలు & ఉపయోగించిన బరువుల యొక్క విధి. కాబట్టి ఈ కారకం నిర్దిష్ట యాంటెన్నా మూలకం యొక్క డైరెక్టివిటీ లక్షణాలను గణనీయంగా మార్చగలదు. కాబట్టి ఈ దృగ్విషయం ప్రధానంగా యాంటెన్నాలు ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడిన తర్వాత గమనించబడుతుంది.

ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

యాంటెన్నా శ్రేణి ప్రయోజనాలు కింది వాటిని చేర్చండి.

• సిగ్నల్ యొక్క బలం చాలా బలంగా పెరుగుతుంది.
• అధిక నిర్దేశకత్వం సాధించవచ్చు.
• మైనర్ లోబ్స్ పరిమాణం బాగా తగ్గింది.
• అధిక S/N నిష్పత్తిని పొందడం సాధ్యమవుతుంది.
• భారీ లాభాలు పొందవచ్చు.
• విద్యుత్ వృధా మొత్తం తగ్గుతుంది.
• మెరుగైన ఫలితాలు సాధించడం సాధ్యమవుతుంది.
• యాంటెన్నా అర్రే డిజైన్ యాంటెన్నా యొక్క మెరుగైన పనితీరుకు మద్దతు ఇస్తుంది.

యాంటెన్నా శ్రేణి ప్రతికూలతలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• యాంటెన్నా శ్రేణులు ఖరీదైనవి.
• నిరోధక నష్టాలు పెరుగుతాయి.
• దీనికి అధిక నిర్వహణ అవసరం.
• మౌంటు కష్టం.
• ఇది భారీ బాహ్య స్థలాన్ని ఆక్రమించింది.

అప్లికేషన్లు

యాంటెన్నా శ్రేణి అనువర్తనాలు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

• యాంటెన్నా శ్రేణి మొత్తం లాభం పెంచడం, SINR (సిగ్నల్ టు ఇంటర్‌ఫరెన్స్ ప్లస్ నాయిస్ రేషియో) పెంచడం, జోక్యాన్ని రద్దు చేయడం, వైవిధ్య స్వీకరణను అందించడం, శ్రేణిని నిర్దిష్ట దిశలో తరలించడం, ఇన్‌కమింగ్ సిగ్నల్స్ దిశల రాకను కొలవడం మొదలైన వాటికి చాలా సహాయకారిగా ఉంటుంది.
• యాంటెన్నా శ్రేణి వైర్‌లెస్, మిలిటరీలో ఉపయోగించబడుతుంది రాడార్ , మరియు ఉపగ్రహ కమ్యూనికేషన్లు .
• ఇవి ఖగోళ శాస్త్ర పరిశీలనలో ఉపయోగించబడతాయి.
• ఇవి సుదూర కమ్యూనికేషన్‌లు & మొబైల్ కమ్యూనికేషన్‌లలో ఎక్కువగా వర్తిస్తాయి.
• సుదూర ప్రసారం & రిసెప్షన్ కోసం అధిక సిగ్నల్ బలం అవసరమైన చోట ఇవి ఉపయోగించబడతాయి.

అందువలన, ఇది యాంటెన్నా యొక్క అవలోకనం శ్రేణులు - అనువర్తనాలతో పని చేయడం. యాంటెన్నా శ్రేణి వివిధ దిశల్లో సంకేతాలను సంగ్రహించడానికి & ప్రసారం చేయడానికి అనేక యాంటెన్నాలను ఉపయోగిస్తుంది. కాబట్టి యాంటెన్నా శ్రేణి ప్రధానంగా మా సిగ్నల్ యొక్క నాణ్యత & పరిధిని పెంచడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, యాంటెన్నా యొక్క పని ఏమిటి?