১. অ্যান্টেনার পরিচিতি
অ্যান্টেনা হলো মুক্ত স্থান এবং একটি ট্রান্সমিশন লাইনের মধ্যবর্তী একটি কাঠামো, যেমনটি চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে। ট্রান্সমিশন লাইনটি একটি কোঅক্সিয়াল লাইন বা একটি ফাঁপা নল (ওয়েভগাইড) আকারে হতে পারে, যা একটি উৎস থেকে অ্যান্টেনা পর্যন্ত, অথবা অ্যান্টেনা থেকে রিসিভার পর্যন্ত তড়িৎচুম্বকীয় শক্তি প্রেরণ করতে ব্যবহৃত হয়। প্রথমটি হলো প্রেরণকারী অ্যান্টেনা এবং দ্বিতীয়টি হলো গ্রহণকারী অ্যান্টেনা।
চিত্র ১ তড়িৎচুম্বকীয় শক্তি সঞ্চালন পথ (উৎস-সঞ্চালন লাইন-অ্যান্টেনা-মুক্ত স্থান)
চিত্র ১-এর ট্রান্সমিশন মোডে অ্যান্টেনা সিস্টেমের ট্রান্সমিশনকে চিত্র ২-এ দেখানো থেভেনিন সমতুল্য দ্বারা প্রকাশ করা হয়, যেখানে উৎসকে একটি আদর্শ সিগন্যাল জেনারেটর, ট্রান্সমিশন লাইনকে Zc বৈশিষ্ট্যমূলক প্রতিবন্ধকতাযুক্ত একটি লাইন এবং অ্যান্টেনাকে একটি লোড ZA দ্বারা প্রকাশ করা হয় [ZA = (RL + Rr) + jXA]। লোড রেজিস্ট্যান্স RL অ্যান্টেনা কাঠামোর সাথে সম্পর্কিত কন্ডাকশন এবং ডাইইলেকট্রিক লসকে বোঝায়, যেখানে Rr অ্যান্টেনার রেডিয়েশন রেজিস্ট্যান্সকে বোঝায় এবং রিঅ্যাকট্যান্স XA অ্যান্টেনা রেডিয়েশনের সাথে সম্পর্কিত প্রতিবন্ধকতার কাল্পনিক অংশকে বোঝাতে ব্যবহৃত হয়। আদর্শ পরিস্থিতিতে, সিগন্যাল উৎস দ্বারা উৎপন্ন সমস্ত শক্তি রেডিয়েশন রেজিস্ট্যান্স Rr-এ স্থানান্তরিত হওয়া উচিত, যা অ্যান্টেনার রেডিয়েশন ক্ষমতাকে বোঝাতে ব্যবহৃত হয়। তবে, বাস্তব প্রয়োগে, ট্রান্সমিশন লাইন এবং অ্যান্টেনার বৈশিষ্ট্যের কারণে কন্ডাক্টর-ডাইইলেকট্রিক লস হয়, সেইসাথে ট্রান্সমিশন লাইন এবং অ্যান্টেনার মধ্যে প্রতিফলন (মিসম্যাচ) জনিত লসও হয়ে থাকে। উৎসের অভ্যন্তরীণ প্রতিবন্ধকতা বিবেচনা করে এবং সঞ্চালন লাইন ও প্রতিফলন (অসামঞ্জস্য) জনিত ক্ষতি উপেক্ষা করে, কনজুগেট ম্যাচিং-এর অধীনে অ্যান্টেনাটিতে সর্বোচ্চ শক্তি সরবরাহ করা হয়।
চিত্র ২
ট্রান্সমিশন লাইন এবং অ্যান্টেনার মধ্যে অসামঞ্জস্যের কারণে, ইন্টারফেস থেকে প্রতিফলিত তরঙ্গ উৎস থেকে অ্যান্টেনার দিকে আসা আপতিত তরঙ্গের সাথে উপরিপাতিত হয়ে একটি স্থির তরঙ্গ (standing wave) গঠন করে, যা শক্তির কেন্দ্রীকরণ ও সঞ্চয়কে বোঝায় এবং এটি একটি আদর্শ অনুনাদী ডিভাইস। চিত্র ২-এ ডটেড লাইন দ্বারা একটি আদর্শ স্থির তরঙ্গের প্যাটার্ন দেখানো হয়েছে। যদি অ্যান্টেনা সিস্টেমটি সঠিকভাবে ডিজাইন করা না হয়, তবে ট্রান্সমিশন লাইনটি ওয়েভগাইড এবং শক্তি সঞ্চালন ডিভাইস হিসেবে কাজ করার পরিবর্তে অনেকাংশে একটি শক্তি সঞ্চয়কারী উপাদান হিসেবে কাজ করতে পারে।
ট্রান্সমিশন লাইন, অ্যান্টেনা এবং স্ট্যান্ডিং ওয়েভের কারণে সৃষ্ট লস অনাকাঙ্ক্ষিত। কম লসযুক্ত ট্রান্সমিশন লাইন নির্বাচনের মাধ্যমে লাইন লস কমানো যায়, অন্যদিকে চিত্র ২-এ RL দ্বারা নির্দেশিত লস রেজিস্ট্যান্স কমিয়ে অ্যান্টেনা লস হ্রাস করা যায়। অ্যান্টেনার (লোড) ইম্পিড্যান্সকে লাইনের ক্যারেক্টারিস্টিক ইম্পিড্যান্সের সাথে ম্যাচ করার মাধ্যমে স্ট্যান্ডিং ওয়েভ কমানো এবং লাইনে শক্তি সঞ্চয় সর্বনিম্ন করা যায়।
বেতার ব্যবস্থায়, শক্তি গ্রহণ বা প্রেরণের পাশাপাশি, অ্যান্টেনা সাধারণত নির্দিষ্ট দিকে বিকিরিত শক্তি বৃদ্ধি করতে এবং অন্যান্য দিকে বিকিরিত শক্তি হ্রাস করতে ব্যবহৃত হয়। তাই, শনাক্তকরণ যন্ত্রের পাশাপাশি অ্যান্টেনা অবশ্যই দিকনির্দেশক যন্ত্র হিসেবেও ব্যবহৃত হতে হবে। নির্দিষ্ট চাহিদা মেটাতে অ্যান্টেনা বিভিন্ন আকারের হতে পারে। এটি একটি তার, একটি অ্যাপারচার, একটি প্যাচ, একটি উপাদান সমাবেশ (অ্যারে), একটি প্রতিফলক, একটি লেন্স ইত্যাদি হতে পারে।
বেতার যোগাযোগ ব্যবস্থায় অ্যান্টেনা সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদানগুলোর মধ্যে অন্যতম। ভালো অ্যান্টেনা ডিজাইন সিস্টেমের প্রয়োজনীয়তা কমাতে এবং সামগ্রিক কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে। এর একটি উৎকৃষ্ট উদাহরণ হলো টেলিভিশন, যেখানে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন অ্যান্টেনা ব্যবহার করে সম্প্রচার গ্রহণ ক্ষমতা উন্নত করা যায়। যোগাযোগ ব্যবস্থার জন্য অ্যান্টেনা ঠিক তেমনই, যেমন মানুষের জন্য চোখ।
২. অ্যান্টেনার শ্রেণীবিভাগ
১. তারের অ্যান্টেনা
তারের অ্যান্টেনা সবচেয়ে সাধারণ অ্যান্টেনাগুলোর মধ্যে অন্যতম, কারণ এগুলো প্রায় সর্বত্রই পাওয়া যায় — গাড়ি, ভবন, জাহাজ, বিমান, মহাকাশযান ইত্যাদিতে। তারের অ্যান্টেনার বিভিন্ন আকৃতি রয়েছে, যেমন সরলরৈখিক (ডাইপোল), লুপ, স্পাইরাল, যা চিত্র ৩-এ দেখানো হয়েছে। লুপ অ্যান্টেনা যে কেবল বৃত্তাকার হতে হবে এমন নয়। এগুলো আয়তক্ষেত্রাকার, বর্গাকার, ডিম্বাকার বা অন্য যেকোনো আকৃতির হতে পারে। এর সরল গঠনের কারণে বৃত্তাকার অ্যান্টেনা সবচেয়ে বেশি প্রচলিত।
চিত্র ৩
২. অ্যাপারচার অ্যান্টেনা
আরও জটিল আকৃতির অ্যান্টেনার ক্রমবর্ধমান চাহিদা এবং উচ্চতর কম্পাঙ্কের ব্যবহারের কারণে অ্যাপারচার অ্যান্টেনাগুলো একটি বৃহত্তর ভূমিকা পালন করছে। অ্যাপারচার অ্যান্টেনার কিছু আকৃতি (পিরামিডাল, শঙ্কু আকৃতির এবং আয়তাকার হর্ন অ্যান্টেনা) চিত্র ৪-এ দেখানো হয়েছে। এই ধরনের অ্যান্টেনা বিমান এবং মহাকাশযানের ক্ষেত্রে খুবই উপযোগী, কারণ এগুলোকে বিমান বা মহাকাশযানের বাইরের আবরণে খুব সুবিধাজনকভাবে স্থাপন করা যায়। এছাড়াও, প্রতিকূল পরিবেশ থেকে রক্ষা করার জন্য এগুলোকে ডাইইলেকট্রিক পদার্থের একটি স্তর দিয়ে আবৃত করা যেতে পারে।
চিত্র ৪
৩. মাইক্রোস্ট্রিপ অ্যান্টেনা
১৯৭০-এর দশকে মাইক্রোস্ট্রিপ অ্যান্টেনা খুব জনপ্রিয়তা লাভ করে, প্রধানত স্যাটেলাইট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য। অ্যান্টেনাটি একটি ডাইইলেকট্রিক সাবস্ট্রেট এবং একটি ধাতব প্যাচ নিয়ে গঠিত। ধাতব প্যাচটি বিভিন্ন আকারের হতে পারে, এবং চিত্র ৫-এ দেখানো আয়তক্ষেত্রাকার প্যাচ অ্যান্টেনাটি সবচেয়ে প্রচলিত। মাইক্রোস্ট্রিপ অ্যান্টেনার প্রোফাইল নিচু, এটি সমতল এবং অসমতল উভয় পৃষ্ঠের জন্যই উপযুক্ত, এর উৎপাদন সহজ ও সাশ্রয়ী, অনমনীয় পৃষ্ঠে স্থাপন করা হলে এটি অত্যন্ত মজবুত হয় এবং এটি MMIC ডিজাইনের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। এগুলো বিমান, মহাকাশযান, স্যাটেলাইট, ক্ষেপণাস্ত্র, গাড়ি, এমনকি মোবাইল ডিভাইসের পৃষ্ঠেও স্থাপন করা যায় এবং কনফর্মালি ডিজাইন করা সম্ভব।
চিত্র ৫
৪. অ্যারে অ্যান্টেনা
অনেক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় বিকিরণ বৈশিষ্ট্য একটি একক অ্যান্টেনা এলিমেন্ট দ্বারা অর্জন করা সম্ভব নাও হতে পারে। অ্যান্টেনা অ্যারে এলিমেন্টগুলো থেকে বিকিরণকে সংশ্লেষিত করে এক বা একাধিক নির্দিষ্ট দিকে সর্বাধিক বিকিরণ উৎপন্ন করতে পারে, যার একটি সাধারণ উদাহরণ চিত্র ৬-এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র ৬
৫. প্রতিফলক অ্যান্টেনা
মহাকাশ অনুসন্ধানের সাফল্য অ্যান্টেনা তত্ত্বের দ্রুত বিকাশেও সাহায্য করেছে। অতি-দীর্ঘ-দূরত্বের যোগাযোগের প্রয়োজনের কারণে, লক্ষ লক্ষ মাইল দূরে সংকেত প্রেরণ এবং গ্রহণ করার জন্য অত্যন্ত উচ্চ-গেইন সম্পন্ন অ্যান্টেনা ব্যবহার করা আবশ্যক। এই ক্ষেত্রে, চিত্র ৭-এ দেখানো প্যারাবোলিক অ্যান্টেনা একটি সাধারণ অ্যান্টেনার ধরন। এই ধরনের অ্যান্টেনার ব্যাস ৩০৫ মিটার বা তার বেশি হয়, এবং লক্ষ লক্ষ মাইল দূরে সংকেত প্রেরণ বা গ্রহণ করার জন্য প্রয়োজনীয় উচ্চ গেইন অর্জনের জন্য এত বড় আকারের প্রয়োজন হয়। প্রতিফলকের আরেকটি রূপ হলো কর্নার রিফ্লেক্টর, যেমনটি চিত্র ৭ (গ)-তে দেখানো হয়েছে।
চিত্র ৭
৬. লেন্স অ্যান্টেনা
লেন্স প্রধানত আপতিত বিক্ষিপ্ত শক্তিকে সমকেন্দ্রিক করতে ব্যবহৃত হয়, যাতে এটি অনাকাঙ্ক্ষিত বিকিরণ দিকে ছড়িয়ে পড়তে না পারে। লেন্সের জ্যামিতি যথাযথভাবে পরিবর্তন করে এবং সঠিক উপাদান নির্বাচন করে, এগুলি বিভিন্ন ধরনের অপসারী শক্তিকে সমতল তরঙ্গে রূপান্তরিত করতে পারে। এগুলি প্যারাবোলিক রিফ্লেক্টর অ্যান্টেনার মতো বেশিরভাগ ক্ষেত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে, বিশেষ করে উচ্চ কম্পাঙ্কে, এবং নিম্ন কম্পাঙ্কে এদের আকার ও ওজন খুব বড় হয়ে যায়। লেন্স অ্যান্টেনাগুলিকে তাদের নির্মাণ সামগ্রী বা জ্যামিতিক আকার অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, যার কয়েকটি চিত্র ৮-এ দেখানো হয়েছে।
চিত্র ৮
অ্যান্টেনা সম্পর্কে আরও জানতে, অনুগ্রহ করে দেখুন:
পোস্ট করার সময়: ১৯-জুলাই-২০২৪
