লুপ অ্যান্টেনা কী?
এক বা একাধিক পরিবাহী উপাদানকে একটি বদ্ধ পথে সাজিয়ে এবং কাঠামোটিতে একটি আরএফ (RF) সংকেত প্রেরণ করে একটি লুপ অ্যান্টেনা তৈরি করা হয়। নির্দিষ্ট যান্ত্রিক ও বৈদ্যুতিক চাহিদা মেটাতে লুপটি বৃত্তাকার, বর্গাকার, আয়তাকার, ত্রিভুজাকার, উপবৃত্তাকার বা অন্য কোনো আকৃতিতে নকশা করা হতে পারে।
একটি প্রচলিত ডাইপোল অ্যান্টেনা, যা মূলত একটি তড়িৎ-প্রবাহ উপাদানের সাথে যুক্ত থাকে, তার বিপরীতে একটি বৈদ্যুতিকভাবে ক্ষুদ্র লুপ প্রায় একটি চৌম্বকীয় ডাইপোলের মতো আচরণ করে। এর কার্যকারিতা একটি তড়িৎচৌম্বকীয় তরঙ্গের চৌম্বক-ক্ষেত্র উপাদানের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, যা লুপ অ্যান্টেনাগুলোকে সংকেত গ্রহণ, দিক-নির্ণয়, নিকটবর্তী ক্ষেত্রের সংবেদন, আরএফআইডি (RFID) এবং তড়িৎচৌম্বকীয় পরিমাপ ব্যবস্থায় বিশেষভাবে উপযোগী করে তোলে।
লুপ অ্যান্টেনা কোনো একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি পরিসরে সীমাবদ্ধ নয়। এদের কার্যকরী ফ্রিকোয়েন্সি নির্ভর করে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাপেক্ষে লুপের পরিধি, প্যাঁচ সংখ্যা, কন্ডাক্টরের মাপ, লোডিং উপাদান, ফিড কাঠামো এবং পারিপার্শ্বিক স্থাপন পরিবেশের উপর। তাই, নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি রিসিভিং সিস্টেম থেকে শুরু করে ইউএইচএফ (UHF) এবং মাইক্রোওয়েভ অ্যাপ্লিকেশন পর্যন্ত বিভিন্ন ক্ষেত্রে লুপ ডিজাইন দেখা যায়।
মৌলিক কাঠামো এবং কার্যপ্রণালী
যখন একটি পরিবাহী লুপের চারপাশে আরএফ কারেন্ট প্রবাহিত হয়, তখন এটি লুপের সমতলের সাথে প্রায় লম্বভাবে একটি চৌম্বক ক্ষেত্র তৈরি করে। গ্রহণ প্রক্রিয়ায়, লুপের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত একটি পরিবর্তনশীল চৌম্বক ক্ষেত্র এর টার্মিনালগুলিতে ভোল্টেজ আবেশন করে।
প্রাপ্ত সংকেতের শক্তি বিভিন্ন বিষয়ের উপর নির্ভর করে:
লুপ এলাকা
পালা সংখ্যা
অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি
আগত ক্ষেত্রের সাপেক্ষে অভিমুখ
পরিবাহীর রোধ
টিউনিং এবং ম্যাচিং নেটওয়ার্ক
শিল্ডিং এবং নিকটবর্তী ধাতব কাঠামো
বৈদ্যুতিকভাবে ক্ষুদ্র একটি লুপের ক্ষেত্রে, পরিবাহীর চারপাশে তড়িৎ প্রবাহের মান ও দশা প্রায় সুষম বলে ধরে নেওয়া যায়। পরিধি বাড়ার সাথে সাথে এই অনুমানটি কম নির্ভুল হয়ে পড়ে। একটি অনুনাদী বৃহৎ লুপে, কাঠামোর চারপাশে তড়িৎ প্রবাহের বণ্টন উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয় এবং এটি একটি ক্ষুদ্র চৌম্বকীয় লুপের থেকে ভিন্ন বিকিরণ বৈশিষ্ট্য তৈরি করে।
ছোট লুপ অ্যান্টেনা
একটি ছোট লুপ অ্যান্টেনার পরিধি তার কার্যকারী তরঙ্গদৈর্ঘ্যের চেয়ে অনেক ছোট হয়। একটি বহুল ব্যবহৃত প্রকৌশলগত আনুমানিক হিসাব হলো:
C≤0.1λ
যেখানে C হলো লুপের পরিধি এবং λ হলো তরঙ্গদৈর্ঘ্য।
এর ক্ষুদ্র বৈদ্যুতিক আকারের কারণে, একটি ছোট লুপের বিকিরণ রোধ সাধারণত কম থাকে। ফলে, পরিবাহীর ক্ষতি এর মোট ইনপুট রোধের একটি উল্লেখযোগ্য অংশ হতে পারে, যা অ্যান্টেনাটি প্রেরণের জন্য ব্যবহার করার সময় বিকিরণ দক্ষতা কমিয়ে দেয়।
ছোট লুপগুলোও অত্যন্ত আবেশকধর্মী এবং প্রায়শই একটি টিউনিং ক্যাপাসিটর বা ম্যাচিং নেটওয়ার্কের প্রয়োজন হয়। অনুরণনে টিউন করা হলে, এগুলো কার্যকর গ্রহণ সংবেদনশীলতা প্রদান করতে পারে, কিন্তু এদের উচ্চ কোয়ালিটি ফ্যাক্টরের কারণে অপারেটিং ব্যান্ডউইথ তুলনামূলকভাবে সংকীর্ণ হতে পারে।
এই বৈশিষ্ট্যগুলো ছোট লুপগুলোকে খারাপ অ্যান্টেনা বানায় না। বরং, এগুলো সেগুলোকে এমন সব অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে, যেখানে উচ্চ বিকিরণ দক্ষতার চেয়ে কম্প্যাক্ট আকার, চৌম্বক-ক্ষেত্রের প্রতিক্রিয়া, দিকনির্দেশক নাল বা সংকীর্ণ-ব্যান্ড নির্বাচনযোগ্যতা বেশি গুরুত্বপূর্ণ।
বড় লুপ অ্যান্টেনা
একটি বৃহৎ লুপ, যাকে কখনও কখনও অনুনাদী লুপ বলা হয়, তার পরিধি আর বৈদ্যুতিকভাবে ক্ষুদ্র থাকে না। একটি প্রচলিত নকশায় প্রায় এক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কাছাকাছি পরিধি ব্যবহার করা হয়:
C≈λ
এক্ষেত্রে, লুপের চারপাশে তড়িৎপ্রবাহ একরূপ থাকে না। পরিবাহী বরাবর এর বিস্তার ও দশা পরিবর্তিত হয়, যা আরও জটিল ক্ষেত্র বিন্যাস তৈরি করে।
বৈদ্যুতিকভাবে ছোট লুপের তুলনায়, রেজোনেন্ট লুপগুলো সাধারণত উচ্চতর বিকিরণ প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং উন্নত সঞ্চালন দক্ষতা প্রদান করে। এগুলোকে কার্যকরী ট্রান্সমিটিং বা রিসিভিং অ্যান্টেনা হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে, যদিও এদের ইম্পিড্যান্স, পোলারাইজেশন এবং বিকিরণ প্যাটার্ন পরিধি, আকৃতি, ফিড পজিশন এবং ইনস্টলেশন পরিবেশের উপর ব্যাপকভাবে নির্ভর করে।
বৃত্তাকার এবং বর্গাকার পূর্ণ-তরঙ্গ লুপ হলো প্রচলিত গঠন। একটি বর্গাকার লুপ তৈরি এবং স্থাপন করা সহজ হতে পারে, অন্যদিকে একটি বৃত্তাকার লুপ মসৃণ এবং প্রতিসম জ্যামিতি প্রদান করে। যখন উভয়ের বৈদ্যুতিক পরিধি একই রকম হয়, তখন তাদের সাধারণ কার্যক্ষমতা তুলনীয় হতে পারে, যদিও সঠিক ইম্পিডেন্স এবং প্যাটার্ন বৈশিষ্ট্য ভিন্ন হবে।
চিত্র ১. বৃত্তাকার এবং বর্গাকার লুপ অ্যান্টেনা বিন্যাসের উদাহরণ।
বিকিরণ প্যাটার্ন
বৈদ্যুতিকভাবে ক্ষুদ্র একটি লুপের বিকিরণ বিন্যাস একটি আদর্শ চৌম্বকীয় দ্বিমেরুর অনুরূপ। লুপের তলের সাথে লম্ব অক্ষ বরাবর বিকিরণ সর্বনিম্ন এবং লুপের তলের প্রায় অভ্যন্তরে অবস্থিত দিকগুলিতে এটি সবচেয়ে শক্তিশালী হয়।
ত্রিমাত্রিক ক্ষেত্রে, আদর্শায়িত প্যাটার্নটি লুপ অক্ষকে ঘিরে থাকা একটি টোরাসের মতো দেখায়। যখন একটি ছোট লুপকে উল্লম্বভাবে স্থাপন করা হয়, তখন এর অনুভূমিক-তলের প্রতিক্রিয়া সাধারণত একটি আট-আকৃতির হয়, যেখানে লুপ তলের সাথে লম্বভাবে দুটি গভীর নাল থাকে।
এই নালগুলো দিক নির্ণয় এবং হস্তক্ষেপ দমনের জন্য উপযোগী। অ্যান্টেনা ঘুরিয়ে প্রাপ্ত সংকেত সর্বনিম্ন পর্যায়ে না পৌঁছানো পর্যন্ত, একজন অপারেটর সংকেত উৎসের দিকে বা উৎস থেকে দূরে একটি বেয়ারিং লাইন নির্ধারণ করতে পারেন।
সর্বোচ্চ প্রতিক্রিয়ার দিক, শূন্য গভীরতা এবং পোলারাইজেশন লুপের অভিমুখ, ফিড বিন্যাস, স্থাপন উচ্চতা, কন্ডাক্টরের জ্যামিতি এবং নিকটবর্তী কাঠামোর উপর নির্ভর করে। তাই পোলারাইজেশনকে শুধুমাত্র ফিড পয়েন্টের অবস্থান অনুসারে বর্ণনা করা উচিত নয়।
চিত্র ২. বিভিন্ন উচ্চতা কোণে একটি লুপ অ্যান্টেনার দৃষ্টান্তমূলক বিকিরণ প্যাটার্ন।
ফিডিং, টিউনিং এবং ইম্পিডেন্স ম্যাচিং
একটি লুপ অ্যান্টেনার ইনপুট ইম্পিডেন্স এর বৈদ্যুতিক আকারের উপর ব্যাপকভাবে নির্ভর করে।
একটি ছোট লুপে সাধারণত একটি ইন্ডাক্টিভ রিঅ্যাকট্যান্স এবং কম রেডিয়েশন রেজিস্ট্যান্স থাকে। প্রয়োজনীয় ফ্রিকোয়েন্সিতে একটি রেজোনেন্ট সার্কিট তৈরি করার জন্য একটি পরিবর্তনশীল বা স্থির ক্যাপাসিটর সংযুক্ত করা যেতে পারে। অ্যান্টেনাটিকে একটি রিসিভার বা ৫০-ওহম আরএফ সিস্টেমের সাথে ইন্টারফেস করার জন্য ট্রান্সফরমার কাপলিং, গামা ম্যাচিং, ক্যাপাসিটিভ কাপলিং বা অ্যাক্টিভ অ্যামপ্লিফায়ার সার্কিটও ব্যবহার করা যেতে পারে।
সঞ্চালন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, পরিবাহীর ক্ষতি, ক্যাপাসিটরের ক্ষতি এবং বিদ্যুৎ প্রবাহ সামলানোর ক্ষমতা সতর্কভাবে বিবেচনা করা প্রয়োজন। ইনপুট পাওয়ার মাঝারি মনে হলেও একটি টিউনড লুপে উচ্চ সঞ্চালনশীল বিদ্যুৎ প্রবাহ ঘটতে পারে।
বৃহৎ রেজোনেন্ট লুপগুলির রেডিয়েশন রেজিস্ট্যান্স বেশি থাকে, কিন্তু তারপরেও উপযুক্ত ফিড প্লেসমেন্ট এবং ইম্পিড্যান্স ট্রান্সফরমেশন প্রয়োজন হয়। ফিড কেবল যাতে রেডিয়েটিং সিস্টেমের অংশ হয়ে না যায়, সেজন্য ব্যালান্সড ফিডিং বা একটি ব্যালুনের প্রয়োজন হতে পারে।
লুপের আকৃতি এবং পাকের সংখ্যা
একটি লুপ অ্যান্টেনা নিখুঁতভাবে বৃত্তাকার হতে হবে এমন কোনো বাধ্যবাধকতা নেই। বৃত্তাকার, বর্গাকার এবং আয়তাকার লুপগুলোই সবচেয়ে বেশি প্রচলিত, কারণ এগুলোর হিসাব করা এবং তৈরি করা তুলনামূলকভাবে সহজ।
একাধিক প্যাঁচ যোগ করলে আবিষ্ট গ্রহণকারী ভোল্টেজ এবং আবেশ বৃদ্ধি পায়। তবে, এটি পরিবাহীর ক্ষয়, বণ্টিত ধারকত্ব এবং স্ব-অনুরণন প্রভাবও বাড়িয়ে দেয়। বেশি প্যাঁচ থাকলেই যে স্বয়ংক্রিয়ভাবে উন্নত ব্রডব্যান্ড কর্মক্ষমতা পাওয়া যাবে, তা নয়।
কম্প্যাক্ট এমএফ (MF) এবং এএম (AM) রিসিভিং অ্যান্টেনাগুলোতে প্রায়শই ফেরাইট রড বা ম্যাগনেটিক কোর ব্যবহার করা হয়। এই চৌম্বকীয় পদার্থটি কয়েলের মধ্য দিয়ে চৌম্বক প্রবাহকে কেন্দ্রীভূত করে, যার ফলে আকারে ছোট একটি কাঠামোও কার্যকর রিসিভিং সংবেদনশীলতা প্রদান করতে পারে।
উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিতে, আরএফআইডি, ওয়্যারলেস সেন্সিং, কমিউনিকেশন টার্মিনাল এবং আরএফ পরিমাপ ডিভাইসের জন্য প্রিন্টেড লুপ, মাইক্রোস্ট্রিপ লুপ এবং ইন্টিগ্রেটেড লুপ কাঠামো সরাসরি সার্কিট বোর্ডে তৈরি করা যেতে পারে।
লুপ অ্যান্টেনার সুবিধাগুলি
লুপ অ্যান্টেনার বেশ কিছু ব্যবহারিক সুবিধা রয়েছে:
- সংহত যান্ত্রিক কাঠামো
- একাধিক সম্ভাব্য আকার এবং ইনস্টলেশন বিন্যাস
- কার্যকরী চৌম্বক-ক্ষেত্র সংবেদনশীলতা
- ছোট-লুপ ডিজাইনে গভীর দিকনির্দেশক নাল
- দিক নির্ণয় এবং হস্তক্ষেপ বর্জনের জন্য উপযুক্ত
- টিউনিং এবং অ্যাক্টিভ সার্কিটের সাথে সহজ ইন্টিগ্রেশন
- এলএফ, এইচএফ, ভিএইচএফ, ইউএইচএফ এবং মাইক্রোওয়েভ ডিজাইনের জন্য পরিবর্ধনযোগ্য
নকশার সীমাবদ্ধতা
গুরুত্বপূর্ণ সীমাবদ্ধতাগুলোর মধ্যে রয়েছে:
- বৈদ্যুতিকভাবে ছোট ডিজাইনে কম বিকিরণ প্রতিরোধ
- পরিবাহীর ক্ষতি উল্লেখযোগ্য হলে সঞ্চালন দক্ষতা হ্রাস পায়।
- উচ্চ-Q টিউনড লুপগুলিতে সংকীর্ণ ব্যান্ডউইথ
- নিকটবর্তী ধাতব বস্তুর প্রতি সংবেদনশীলতা
- সম্ভাব্য উচ্চ সঞ্চালনশীল কারেন্ট এবং ভোল্টেজ
- সতর্ক প্রতিবন্ধকতা মেলানোর প্রয়োজন
- ফিড কেবল এবং ইনস্টলেশন কাঠামোর কারণে প্যাটার্ন বিকৃতি
সাধারণ প্রয়োগ
লুপ অ্যান্টেনা ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:
- এএম, এমএফ, এইচএফ এবং শর্টওয়েভ রিসিভার
- রেডিও দিক-নির্ণয় সরঞ্জাম
- আরএফআইডি এবং নিয়ার-ফিল্ড কমিউনিকেশন সিস্টেম
- EMI এবং EMC চৌম্বক-ক্ষেত্র পরিমাপ
- বর্ণালী পর্যবেক্ষণ এবং ক্ষেত্র-শক্তি পরীক্ষা
- আবেশিক যোগাযোগ এবং বেতার শক্তি ব্যবস্থা
- বহনযোগ্য এবং যানবাহন-আরোহী গ্রহণকারী প্ল্যাটফর্ম
- মুদ্রিত আরএফ এবং মাইক্রোওয়েভ সার্কিট
- অ্যান্টেনা গবেষণা, ক্রমাঙ্কন এবং পরিমাপ
EMI এবং ফিল্ড-স্ট্রেংথ পরিমাপের ক্ষেত্রে, ক্যালিব্রেটেড লুপ অ্যান্টেনা বিশেষভাবে উপযোগী, বিশেষত যখন কোনো RF পরিবেশের চৌম্বক-ক্ষেত্র উপাদানটি মূল্যায়ন করার প্রয়োজন হয়। যোগাযোগ এবং পর্যবেক্ষণ ব্যবস্থায়, এদের ডিরেকশনাল নাল (directional null) হস্তক্ষেপ কমাতে বা কোনো অজানা সংকেতের দিক শনাক্ত করতে সাহায্য করতে পারে।
প্রকৌশলগত তাৎপর্য
লুপ অ্যান্টেনাগুলো দেখায় যে কীভাবে বৈদ্যুতিক আকার, তড়িৎ প্রবাহ বন্টন, চৌম্বক-ক্ষেত্র কাপলিং এবং ইম্পিডেন্স ম্যাচিং অ্যান্টেনার কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করে।
একটি বাহ্যিকভাবে সদৃশ লুপ তার পরিধি এবং কার্যকারী কম্পাঙ্কের উপর নির্ভর করে একটি কম্প্যাক্ট চৌম্বকীয় গ্রহণকারী অ্যান্টেনা, একটি সংকীর্ণ-ব্যান্ড অনুনাদী সেন্সর, একটি পূর্ণ-তরঙ্গ প্রেরণকারী অ্যান্টেনা অথবা একটি নিকট-ক্ষেত্র কাপলিং উপাদান হিসেবে কাজ করতে পারে।
আরএফ মিসো (RF MISO) আরএফ টেস্টিং, কমিউনিকেশন, রাডার, অ্যান্টেনা মেজারমেন্ট এবং সিস্টেম ইন্টিগ্রেশনের জন্য অ্যান্টেনা ও মাইক্রোওয়েভ কম্পোনেন্ট সলিউশন প্রদান করে। লুপ অ্যান্টেনার মতো মৌলিক কাঠামো সম্পর্কে ধারণা থাকলে, তা ইঞ্জিনিয়ারদের একটি অ্যান্টেনা সিস্টেম নির্বাচন বা তৈরি করার সময় ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ, গেইন, পোলারাইজেশন, ইম্পিডেন্স, ব্যান্ডউইথ, রেডিয়েশন এফিসিয়েন্সি এবং ডিরেকশনাল রেসপন্স মূল্যায়ন করতে সাহায্য করে।
অ্যান্টেনা সম্পর্কে আরও জানতে, অনুগ্রহ করে দেখুন:
পোস্ট করার সময়: ৩১ জুলাই, ২০২৬
