డైరెక్టివిటీ అనేది ఒక ప్రాథమిక యాంటెన్నా పరామితి. ఇది ఒక డైరెక్షనల్ యాంటెన్నా యొక్క రేడియేషన్ ప్యాటర్న్ ఎలా ఉంటుందో తెలిపే కొలమానం. అన్ని దిశలలో సమానంగా రేడియేట్ చేసే యాంటెన్నాకు డైరెక్టివిటీ 1 ఉంటుంది. (ఇది సున్నా డెసిబెల్స్ - 0 dB కి సమానం).
గోళాకార నిరూపకాల ఫంక్షన్ను సాధారణీకరించిన రేడియేషన్ నమూనాగా వ్రాయవచ్చు:
[సమీకరణం 1]
సాధారణీకరించిన రేడియేషన్ నమూనా అసలు రేడియేషన్ నమూనా వలె అదే ఆకారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. సాధారణీకరించిన రేడియేషన్ నమూనా పరిమాణంలో తగ్గించబడుతుంది, తద్వారా రేడియేషన్ నమూనా యొక్క గరిష్ట విలువ 1కి సమానం అవుతుంది. (అతిపెద్దది "F" యొక్క సమీకరణం [1]). గణితశాస్త్రపరంగా, దిశాత్మకత (రకం "D") కోసం సూత్రాన్ని ఈ విధంగా వ్రాస్తారు:
ఇది ఒక సంక్లిష్టమైన దిశాత్మక సమీకరణంలా అనిపించవచ్చు. అయితే, అణువుల రేడియేషన్ ప్యాటర్న్లు అత్యంత విలువైనవి. హారం అన్ని దిశలలో ప్రసరించే సగటు శక్తిని సూచిస్తుంది. ఈ సమీకరణం, గరిష్ట రేడియేషన్ శక్తిని సగటుతో భాగించగా వచ్చే కొలమానం. ఇది యాంటెన్నా డైరెక్టివిటీని ఇస్తుంది.
దిశాత్మక నమూనా
ఉదాహరణకు, రెండు యాంటెనాల రేడియేషన్ ప్యాటర్న్ కోసం తదుపరి రెండు సమీకరణాలను పరిగణించండి.
యాంటెన్నా 1
యాంటెన్నా 2
ఈ రేడియేషన్ ప్యాటర్న్లు పటం 1లో గీయబడ్డాయి. దయచేసి గమనించండి, రేడియేషన్ మోడ్ అనేది కేవలం పోలార్ కోణం థీటా(θ) యొక్క ఫంక్షన్ మాత్రమే. రేడియేషన్ ప్యాటర్న్ అజిముత్ యొక్క ఫంక్షన్ కాదు. (అజిముతల్ రేడియేషన్ ప్యాటర్న్ మారదు). రెండవ యాంటెన్నా యొక్క రేడియేషన్ ప్యాటర్న్తో పోలిస్తే, మొదటి యాంటెన్నా యొక్క రేడియేషన్ ప్యాటర్న్ తక్కువ డైరెక్టివిటీని కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, మొదటి యాంటెన్నాకు డైరెక్టివిటీ తక్కువగా ఉంటుందని మనం ఆశిస్తున్నాము.
పటం 1. యాంటెన్నా యొక్క రేడియేషన్ ప్యాటర్న్ రేఖాచిత్రం. అధిక దిశానిర్దేశం ఉందా?
ఫార్ములా [1] ఉపయోగించి, యాంటెన్నాకు అధిక డైరెక్టివిటీ ఉందని మనం లెక్కించవచ్చు. మీ అవగాహనను సరిచూసుకోవడానికి, చిత్రం 1 మరియు డైరెక్షనాలిటీ అంటే ఏమిటో ఆలోచించండి. ఆపై ఎలాంటి గణితాన్ని ఉపయోగించకుండా ఏ యాంటెన్నాకు అధిక డైరెక్టివిటీ ఉందో నిర్ణయించండి.
దిశాత్మక గణన ఫలితాలు, సూత్రం [1] ఉపయోగించండి:
దిశాత్మక యాంటెన్నా 1 గణన, 1.273 (1.05 dB).
దిశాత్మక యాంటెన్నా 2 గణన, 2.707 (4.32 dB).
పెరిగిన డైరెక్టివిటీ అంటే మరింత కేంద్రీకృతమైన లేదా దిశాత్మక యాంటెన్నా అని అర్థం. దీని అర్థం ఏమిటంటే, ఒక ఓమ్నిడైరెక్షనల్ యాంటెన్నాతో పోలిస్తే, 2-రిసీవింగ్ యాంటెన్నా దాని గరిష్ట దిశాత్మక శక్తిలో 2.707 రెట్లు ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉంటుంది. యాంటెన్నా 1 ఒక ఓమ్నిడైరెక్షనల్ యాంటెన్నా కంటే 1.273 రెట్లు ఎక్కువ శక్తిని పొందుతుంది. ఐసోట్రోపిక్ యాంటెన్నాలు ఏవీ లేనప్పటికీ, ఓమ్నిడైరెక్షనల్ యాంటెన్నాలను ఒక సాధారణ సూచనగా ఉపయోగిస్తారు.
సెల్ ఫోన్ యాంటెనాలు తక్కువ డైరెక్టివిటీని కలిగి ఉండాలి, ఎందుకంటే సిగ్నల్స్ ఏ దిశ నుండైనా రావచ్చు. దీనికి విరుద్ధంగా, శాటిలైట్ డిష్లు అధిక డైరెక్టివిటీని కలిగి ఉంటాయి. ఒక శాటిలైట్ డిష్ ఒక నిర్దిష్ట దిశ నుండి సిగ్నల్స్ను అందుకుంటుంది. ఉదాహరణకు, మీరు ఒక శాటిలైట్ టీవీ డిష్ తీసుకుంటే, దానిని ఎటువైపు చూపించాలో ఆ కంపెనీ మీకు చెబుతుంది మరియు ఆ డిష్ కావలసిన సిగ్నల్ను అందుకుంటుంది.
యాంటెన్నా రకాలు మరియు వాటి డైరెక్టివిటీ జాబితాతో మనం ముగిస్తాము. దీనివల్ల సాధారణంగా ఉండే డైరెక్షనాలిటీ ఏమిటో మీకు ఒక అవగాహన వస్తుంది.
యాంటెన్నా రకం సాధారణ దిశానిర్దేశం సాధారణ దిశానిర్దేశం [డెసిబెల్] (dB)
చిన్న డైపోల్ యాంటెన్నా 1.5 1.76
అర్ధ తరంగ డైపోల్ యాంటెన్నా 1.64 2.15
ప్యాచ్ (మైక్రోస్ట్రిప్ యాంటెన్నా) 3.2-6.3 5-8
హార్న్ యాంటెన్నా 10-100 10-20
డిష్ యాంటెన్నా 10-10,000 10-40
పైన ఉన్న డేటా చూపినట్లుగా, యాంటెన్నా డైరెక్టివిటీ చాలా ఎక్కువగా మారుతూ ఉంటుంది. అందువల్ల, మీ నిర్దిష్ట అప్లికేషన్ కోసం ఉత్తమమైన యాంటెన్నాను ఎంచుకునేటప్పుడు డైరెక్టివిటీని అర్థం చేసుకోవడం ముఖ్యం. మీరు ఒకే దిశలో బహుళ దిశల నుండి శక్తిని పంపవలసి లేదా స్వీకరించవలసి వస్తే, మీరు తక్కువ డైరెక్టివిటీ ఉన్న యాంటెన్నాను డిజైన్ చేయాలి. తక్కువ డైరెక్టివిటీ యాంటెన్నాల అప్లికేషన్లకు ఉదాహరణలు: కార్ రేడియోలు, సెల్ ఫోన్లు మరియు కంప్యూటర్ వైర్లెస్ ఇంటర్నెట్ యాక్సెస్. దీనికి విరుద్ధంగా, మీరు రిమోట్ సెన్సింగ్ లేదా లక్షిత పవర్ ట్రాన్స్ఫర్ చేస్తుంటే, అప్పుడు అధిక డైరెక్టివిటీ ఉన్న యాంటెన్నా అవసరం అవుతుంది. అధిక డైరెక్టివిటీ ఉన్న యాంటెన్నాలు కావలసిన దిశ నుండి శక్తి బదిలీని గరిష్ఠంగా పెంచుతాయి మరియు అవాంఛిత దిశల నుండి వచ్చే సిగ్నల్స్ను తగ్గిస్తాయి.
మనకు తక్కువ డైరెక్టివిటీ యాంటెన్నా కావాలనుకుందాం. దీన్ని ఎలా చేయాలి?
యాంటెన్నా సిద్ధాంతంలో సాధారణ నియమం ఏమిటంటే, తక్కువ డైరెక్టివిటీని ఉత్పత్తి చేయడానికి మీకు విద్యుత్ పరంగా చిన్న యాంటెన్నా అవసరం. అంటే, మీరు 0.25 - 0.5 తరంగదైర్ఘ్యం మొత్తం పరిమాణం గల యాంటెన్నాను ఉపయోగిస్తే, మీరు డైరెక్టివిటీని కనిష్ట స్థాయికి తగ్గించగలరు. హాఫ్-వేవ్ డైపోల్ యాంటెన్నాలు లేదా హాఫ్-వేవ్లెంగ్త్ స్లాట్ యాంటెన్నాలు సాధారణంగా 3 dB కంటే తక్కువ డైరెక్టివిటీని కలిగి ఉంటాయి. ఆచరణలో మీరు పొందగలిగే అత్యంత తక్కువ డైరెక్షనాలిటీ ఇదే.
అంతిమంగా, యాంటెన్నా సామర్థ్యాన్ని మరియు బ్యాండ్విడ్త్ను తగ్గించకుండా, మనం యాంటెన్నాలను పావు తరంగదైర్ఘ్యం కంటే చిన్నవిగా తయారు చేయలేము. యాంటెన్నా సామర్థ్యం మరియు యాంటెన్నా బ్యాండ్విడ్త్ గురించి భవిష్యత్ అధ్యాయాలలో చర్చిస్తాము.
అధిక దిశానిర్దేశకత గల యాంటెన్నా కోసం, మనకు అనేక తరంగదైర్ఘ్య పరిమాణాల యాంటెన్నాలు అవసరం అవుతాయి. ఉదాహరణకు, శాటిలైట్ డిష్ యాంటెన్నాలు మరియు హార్న్ యాంటెన్నాలు అధిక దిశానిర్దేశకతను కలిగి ఉంటాయి. దీనికి ఒక కారణం, అవి అనేక తరంగదైర్ఘ్యాల పొడవు ఉండటమే.
అది ఎందుకని? అంతిమంగా, దీనికి కారణం ఫోరియర్ ట్రాన్స్ఫార్మ్ యొక్క లక్షణాలకు సంబంధించినది. మీరు ఒక చిన్న పల్స్కు ఫోరియర్ ట్రాన్స్ఫార్మ్ తీసుకున్నప్పుడు, మీకు ఒక విస్తృత స్పెక్ట్రమ్ లభిస్తుంది. ఒక యాంటెన్నా యొక్క రేడియేషన్ ప్యాటర్న్ను నిర్ధారించడంలో ఈ పోలిక ఉండదు. రేడియేషన్ ప్యాటర్న్ను, యాంటెన్నా పొడవునా కరెంట్ లేదా వోల్టేజ్ పంపిణీ యొక్క ఫోరియర్ ట్రాన్స్ఫార్మ్గా భావించవచ్చు. అందువల్ల, చిన్న యాంటెన్నాలు విస్తృత రేడియేషన్ ప్యాటర్న్లను (మరియు తక్కువ డైరెక్టివిటీని) కలిగి ఉంటాయి. పెద్ద ఏకరీతి వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ పంపిణీ ఉన్న యాంటెన్నాలు చాలా డైరెక్షనల్ ప్యాటర్న్లను (మరియు అధిక డైరెక్టివిటీని) కలిగి ఉంటాయి.
E-mail:info@rf-miso.com
ఫోన్: 0086-028-82695327
వెబ్సైట్: www.rf-miso.com
పోస్ట్ సమయం: నవంబర్-07-2023
