হেলিকাল অ্যান্টেনা: কার্যপ্রণালী, বিকিরণ পদ্ধতি, পোলারাইজেশন এবং প্রয়োগ

ডান-হাতের এবং বাম-হাতের বৃত্তাকার মেরুকরণ

অ্যাক্সিয়াল-মোড হেলিকাল অ্যান্টেনার অন্যতম প্রধান সুবিধা হলো এর বৃত্তাকার পোলারাইজেশন তৈরি করার স্বাভাবিক ক্ষমতা।

প্যাঁচের দিক এবং বিকিরণের দিকের উপর নির্ভর করে, একটি হেলিক্সকে নিম্নলিখিত যেকোনো একটি উৎপন্ন করার জন্য ডিজাইন করা যেতে পারে:

• RHCP — ডান-হাতের বৃত্তাকার পোলারাইজেশন
• LHCP — বাম-হাতের বৃত্তাকার পোলারাইজেশন

যখন প্রেরক এবং গ্রাহক অ্যান্টেনার আপেক্ষিক দিকবিন্যাস স্থির রাখা সম্ভব হয় না, তখন বৃত্তাকার পোলারাইজেশন বিশেষভাবে উপযোগী।

উদাহরণস্বরূপ, স্যাটেলাইট, মহাকাশযান, বায়ুবাহিত প্ল্যাটফর্ম, ঘূর্ণায়মান সিস্টেম এবং মোবাইল যোগাযোগ সরঞ্জাম ক্রমাগত তাদের অভিমুখ পরিবর্তন করতে পারে। একটি বৃত্তীয়ভাবে পোলারাইজড অ্যান্টেনা এই কৌণিক পরিবর্তনের প্রতি যোগাযোগ লিঙ্কের সংবেদনশীলতা কমাতে পারে।

পোলারাইজেশন ম্যাচিং এখনও গুরুত্বপূর্ণ। একটি RHCP অ্যান্টেনা আদর্শগতভাবে একটি RHCP অ্যান্টেনার সাথেই যোগাযোগ স্থাপন করে, অপরদিকে একটি LHCP অ্যান্টেনা সাধারণত একটি LHCP অ্যান্টেনার সাথেই যুক্ত করা উচিত। বিপরীত সার্কুলার পোলারাইজেশনের ফলে উল্লেখযোগ্য পোলারাইজেশন লস হতে পারে।

প্রকৌশলগত মূল্যায়নের জন্য,অক্ষীয় অনুপাতএটি সাধারণত বৃত্তীয়-পোলারাইজেশনের গুণমান বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়। একটি আদর্শ বৃত্তীয়ভাবে পোলারাইজড তরঙ্গের অ্যাক্সিয়াল রেশিও ০ ডিবি হয়, যেখানে ব্যবহারিক বৃত্তীয়ভাবে পোলারাইজড অ্যান্টেনাগুলো প্রায়শই কাঙ্ক্ষিত ফ্রিকোয়েন্সি এবং কৌণিক পরিসীমা জুড়ে একটি নির্দিষ্ট অ্যাক্সিয়াল-রেসিও প্রয়োজনীয়তার নিরিখে মূল্যায়ন করা হয়।

হেলিকাল অ্যান্টেনার কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিতকারী উপাদানসমূহ

একটি হেলিকাল অ্যান্টেনার আচরণ এর জ্যামিতির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত।

গুরুত্বপূর্ণ নকশা পরামিতিগুলোর মধ্যে রয়েছে:

হেলিক্স পরিধি

অ্যান্টেনাটি নরমাল মোডে নাকি অ্যাক্সিয়াল মোডে কাজ করবে, তা নির্ধারণে পরিধি ও তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মধ্যকার সম্পর্ক একটি প্রধান ভূমিকা পালন করে।

টার্ন স্পেসিং

ব্যবধান সংলগ্ন প্যাঁচগুলোর তড়িৎপ্রবাহের মধ্যকার দশা সম্পর্ককে প্রভাবিত করে এবং ফলস্বরূপ রশ্মির দিক, প্রতিবন্ধকতা ও মেরুকরণকে প্রভাবিত করে।

পিচ কোণ

পিচ কোণ বর্ণনা করে যে হেলিক্সটি তার অক্ষ বরাবর কত দ্রুত অগ্রসর হয়। স্থিতিশীল অক্ষীয়-মোড আচরণ বজায় রাখার জন্য এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার।

পালা সংখ্যা

সাধারণত পাকের সংখ্যা বাড়ালে বৈদ্যুতিক অ্যাপারচার বৃদ্ধি পায় এবং উচ্চতর ডিরেকটিভিটি পাওয়া যেতে পারে, কিন্তু এর ফলে অ্যান্টেনার দৈর্ঘ্য ও যান্ত্রিক জটিলতাও বেড়ে যায়।

ভূমি সমতল

প্রতিফলকের আকার ও আকৃতি সম্মুখ বিকিরণ প্যাটার্ন, প্রতিবন্ধকতা এবং পশ্চাৎ বিকিরণকে প্রভাবিত করে।

ফিড এবং ইম্পিডেন্স ম্যাচিং

সঠিক হেলিক্স ডাইমেনশন থাকা সত্ত্বেও, ত্রুটিপূর্ণ ইম্পিডেন্স ম্যাচিং প্রতিফলিত শক্তি বাড়াতে পারে এবং অ্যান্টেনার বাস্তবায়িত পারফরম্যান্স কমিয়ে দিতে পারে। তাই বাস্তবসম্মত ডিজাইনের ক্ষেত্রে রেডিয়েশন বৈশিষ্ট্যের পাশাপাশি রিটার্ন লস বা VSWR-ও মূল্যায়ন করা প্রয়োজন।

বিকিরণ প্যাটার্ন এবং লাভ

অ্যাক্সিয়াল মোডে, একটি হেলিকাল অ্যান্টেনা হেলিক্স অক্ষ বরাবর কেন্দ্র করে একটি প্রধান বিম উৎপন্ন করে।

বৈদ্যুতিক দৈর্ঘ্য এবং প্যাঁচের সংখ্যা বাড়ার সাথে সাথে সাধারণত মূল বিমটি সরু হয়ে যায় এবং অ্যান্টেনার ডাইরেক্টিভিটি বৃদ্ধি পায়। সাইড লোবও দেখা দিতে পারে, বিশেষ করে দীর্ঘতর বা অপটিমাইজ না করা কাঠামোতে।

তাই অ্যান্টেনার মূল্যায়ন শুধু গেইনের ভিত্তিতে করা উচিত নয়। প্রকৌশলীরা সাধারণত বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্য একসাথে বিবেচনা করেন:

• লাভ
• অর্জিত লাভ
• অর্ধ-শক্তি বিম প্রস্থ
• অক্ষীয় অনুপাত
• VSWR বা রিটার্ন লস
• সামনে-পিছনের অনুপাত
• সাইড-লোব স্তর
• পোলারাইজেশন বিশুদ্ধতা
• বিকিরণ দক্ষতা

প্যারামিটারগুলোর এই সমন্বয়, একটি একক গেইন মানের তুলনায় অ্যান্টেনার কর্মক্ষমতার একটি অনেক বেশি পূর্ণাঙ্গ চিত্র প্রদান করে।

হেলিকাল অ্যান্টেনার সুবিধাগুলি

হেলিকাল অ্যান্টেনা বেশ কিছু দরকারি প্রকৌশলগত সুবিধা প্রদান করে:

• তুলনামূলকভাবে সরল যান্ত্রিক নির্মাণ
• অ্যাক্সিয়াল মোডে স্বাভাবিক বৃত্তাকার-পোলারাইজেশন ক্ষমতা
• কার্যকরী অপারেটিং ব্যান্ডউইথ
• ভালো দিকনির্দেশনামূলক কর্মক্ষমতা
• বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরের জন্য পরিবর্তনযোগ্য জ্যামিতি
• নমনীয় RHCP বা LHCP বাস্তবায়ন
• একক অ্যান্টেনা বা অ্যান্টেনা অ্যারের জন্য উপযুক্ত

নকশার সীমাবদ্ধতা

এছাড়াও বিবেচনা করার মতো বেশ কয়েকটি বিষয় রয়েছে:

• অ্যাক্সিয়াল-মোড ডিজাইনের জন্য উল্লেখযোগ্য ভৌত দৈর্ঘ্যের প্রয়োজন হতে পারে।
• উচ্চতর গেইনের জন্য সাধারণত বেশি প্যাঁচের প্রয়োজন হয় এবং সেই কারণে অ্যান্টেনাটি লম্বা হয়।
• কর্মক্ষমতা জ্যামিতিক নির্ভুলতার উপর প্রবলভাবে নির্ভরশীল।
• ভূমি-তলের মাত্রা বিকিরণ বৈশিষ্ট্যকে প্রভাবিত করে
• ফিড ম্যাচিং অবশ্যই সঠিকভাবে ডিজাইন করতে হবে।
• বেশি সংখ্যক টার্নে যান্ত্রিক সহায়তা আরও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।
• বিপরীত বৃত্তাকার-পোলারাইজেশন সংবেদন উচ্চ পোলারাইজেশন অমিল ক্ষতি তৈরি করতে পারে।

সাধারণ প্রয়োগ

হেলিকাল অ্যান্টেনা বিভিন্ন ধরনের আরএফ সিস্টেমে পাওয়া যায়, যার মধ্যে রয়েছে:

• স্যাটেলাইট যোগাযোগ
• মহাকাশযানের টেলিমেট্রি এবং ট্র্যাকিং
• গ্রাউন্ড-স্টেশন যোগাযোগ
• রেডিও জ্যোতির্বিদ্যা
• আকাশ ও মহাকাশ যোগাযোগ ব্যবস্থা
• আরএফ টেলিমেট্রি
• দিকনির্দেশক VHF এবং UHF লিঙ্ক
• দূর সংবেদন
• অ্যান্টেনা পরিমাপ এবং গবেষণা
• বৃত্তাকার-পোলারাইজেশন পরীক্ষা
• যোগাযোগ ব্যবস্থা পরীক্ষা

আরএফ ইঞ্জিনিয়ারিং-এ হেলিকাল অ্যান্টেনা কেন গুরুত্বপূর্ণ

অ্যান্টেনার জ্যামিতি কীভাবে তড়িৎচুম্বকীয় আচরণ নিয়ন্ত্রণ করে, তার একটি চমৎকার উদাহরণ হলো হেলিকাল অ্যান্টেনা।

পরিধি, ব্যবধান, পিচ কোণ এবং পাকের সংখ্যার মতো প্যারামিটার পরিবর্তন করে প্রকৌশলীরা একটি কম্প্যাক্ট ব্রডসাইড রেডিয়েটর থেকে একটি দিকনির্দেশক বৃত্তীয়ভাবে পোলারাইজড অ্যান্টেনা তৈরি করতে পারেন।

ভৌত জ্যামিতি এবং বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতার মধ্যে এই সম্পর্কটি আরও উন্নত অ্যান্টেনা প্রযুক্তি, যেমন—বৃত্তীয়ভাবে পোলারাইজড হর্ন অ্যান্টেনা, অ্যান্টেনা অ্যারে, স্যাটেলাইট অ্যান্টেনা, ব্রডব্যান্ড পরিমাপ অ্যান্টেনা এবং মাইক্রোওয়েভ যোগাযোগ ব্যবস্থা অধ্যয়নের ক্ষেত্রেও গুরুত্বপূর্ণ।

আরএফ এমআইএসও (RF MISO) আরএফ টেস্টিং, কমিউনিকেশন, রাডার, অ্যান্টেনা মেজারমেন্ট এবং সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য অ্যান্টেনা ও মাইক্রোওয়েভ কম্পোনেন্ট তৈরি করে। হেলিকাল অ্যান্টেনার মতো মৌলিক অ্যান্টেনা কাঠামো সম্পর্কে ধারণা থাকলে প্রকৌশলীরা ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ, গেইন, পোলারাইজেশন, অ্যাক্সিয়াল রেশিও, বিমউইডথ, ভিএসডব্লিউআর (VSWR) এবং রেডিয়েশন প্যাটার্নের মতো গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটারগুলো আরও ভালোভাবে মূল্যায়ন করতে পারেন।