चुंबकीय एंटीना: उपकरण, संचालन का सिद्धांत, उद्देश्य

2024 लेखक: Trinity Chesterton | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-16 14:58

जनरेटर का उपयोग करके उपयोगी जानकारी वाला सिग्नल बनाया जा सकता है। इसकी शक्ति को एक एम्पलीफायर की मदद से बढ़ाया जा सकता है और दूसरे संवाददाता को काफी दूरी पर प्रेषित किया जा सकता है। संकेत एक एंटीना द्वारा प्रेषित होता है।

एंटीना एक ऐसा उपकरण है जो प्राप्त पथ में एक निश्चित आवृत्ति पर विद्युत चुम्बकीय तरंग को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है, साथ ही संचरण पथ में रिवर्स रूपांतरण करता है।

एंटेना कई प्रकार के होते हैं। उदाहरण के लिए, उन्हें डिजाइन या संचालन के सिद्धांत द्वारा वर्गीकृत किया जा सकता है। बाद के मामले में, विद्युत और चुंबकीय एंटेना प्रतिष्ठित हैं। पूर्व को विद्युतचुंबकीय क्षेत्र के विद्युत घटक द्वारा नियंत्रित किया जाता है (बाद में ईएमएफ के रूप में संदर्भित), और बाद वाले को क्रमशः चुंबकीय द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

यह लेख चुंबकीय एंटीना, इसके डिजाइन, साथ ही संचालन के सिद्धांत पर केंद्रित होगा।

रेडियो तरंग

सभी एंटेना तरंगों की एक निश्चित श्रेणी के साथ काम करते हैं। तरंगों को लंबाई या आवृत्ति के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि लंबाई आवृत्ति के व्युत्क्रमानुपाती होती है।

निम्नलिखित रेडियो तरंगों के प्रकार और लंबाई और आवृत्ति के उनके मापदंडों के बीच पत्राचार की एक तालिका है।

लहरों के प्रकार	तरंग दैर्ध्य, मी	आवृत्ति
अतिरिक्त लंबा	105-104	3-30 किलोहर्ट्ज़
लंबी	104-103	30-300 किलोहर्ट्ज़
औसत	103-102	300 किलोहर्ट्ज़ - 3 मेगाहर्ट्ज
लघु	100-10	3-30 मेगाहर्ट्ज
मीटर	10-1	30-300MHz
डेसीमीटर	1-0, 1	300 मेगाहर्ट्ज - 3 गीगाहर्ट्ज
सेंटीमीटर	0, 1-0, 01	3-30GHz
मिलीमीटर	0, 01-0, 001	30-300GHz

अक्सर तरंग नामों को श्रेणी नामों से बदल दिया जाता है। उदाहरण के लिए, शॉर्ट वेव बैंड को एचएफ बैंड कहा जाता है।

मीटर, डेसीमीटर, सेंटीमीटर और मिलीमीटर तरंगें VHF रेंज - अल्ट्राशॉर्ट वेव्स में शामिल हैं। डेसीमीटर तरंगों से चलने वाले उपकरणों को UHF एंटेना कहा जाता है (इसके बाद - सादृश्य द्वारा)।

आवेदन

क्षेत्र के चुंबकीय घटक का जवाब देने वाले एंटेना के प्रकार में व्यापक पाया गया हैछोटे आयामों और प्राप्त-संचारण गुणों के कारण किसी भी प्रकार के उद्योग में आवेदन। उनका डिज़ाइन अक्सर वास्तव में बहुत सरल होता है और एक रॉड एंटीना होता है (अक्सर कार के लिए एंटीना के रूप में उपयोग किया जाता है), जो कि, उदाहरण के लिए, लॉगरिदमिक एंटेना की तुलना में छोटा होता है। बाद के प्रकार के एंटीना अक्सर आवासीय भवनों में पाए जाते हैं, जहां वे टेलीविजन प्रसारण प्रदान करते हैं।

चुंबकीय एंटेना का मुख्य लाभ विद्युत हस्तक्षेप के प्रति प्रतिरोधक क्षमता है। उत्तरार्द्ध तथ्य उन्हें किसी भी शहर में उपयोग करने की अनुमति देता है जहां विद्युत संकेतों की उच्च सांद्रता होती है।

डिजाइन

सबसे सरल चुंबकीय एंटीना में शामिल हैं:

• कोर;
• प्रेरक;
• कुंडल फ्रेम।

एक फ्रेम कोर पर लगाया जाता है, और एक प्रारंभ करनेवाला फ्रेम पर घाव कर दिया जाता है।

ऐसे एंटीना का कोर चुंबकीय पदार्थ से बना होता है। अक्सर फेराइट से, जिसमें अच्छे चुंबकीय गुण होते हैं, जिस पर बाद में चर्चा की जाएगी।

वाइंडिंग तांबे की तरह एक प्रवाहकीय सामग्री से बना है, जबकि फ्रेम कॉइल और कोर के घुमावों के बीच अनावश्यक संपर्क से बचने के लिए एक इन्सुलेट सामग्री से बना है।

वास्तव में, यह पता चला है कि चुंबकीय एंटीना एक विशिष्ट चोक है, जो हर रेडियो शौकिया या परोक्ष रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स से संबंधित व्यक्ति से परिचित है।

क्षेत्र सिद्धांत

ऐसे एंटीना के संचालन के सिद्धांत को समझने के लिए, आपको मूल बातें दोहरानी चाहिएदूरी पर संकेतों के संचरण से संबंधित हर चीज के बारे में जानकारी।

सबसे पहले, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, इसमें दो घटक शामिल हैं - चुंबकीय और विद्युत, जो अटूट रूप से जुड़े हुए हैं, और इन क्षेत्रों के विमान (यदि हम शब्दावली के विवरण को छोड़कर) एक दूसरे के लंबवत हैं।

दूसरा, इस क्षेत्र के प्रसार की दिशा वेग वेक्टर द्वारा निर्धारित की जाती है, जो त्रि-आयामी अंतरिक्ष में विद्युत तीव्रता (प्रेरण) वेक्टर और चुंबकीय तीव्रता (प्रेरण) वेक्टर दोनों के लंबवत है।

इंटेंसिटी वेक्टर को इंडक्शन वेक्टर से क्यों बदला जा सकता है? क्योंकि इन मापदंडों के मान समान रूप से एक या दूसरे प्रकार के क्षेत्र की विशेषता रखते हैं और एक दूसरे के समानुपाती होते हैं।

एल आकार के एंटीना के संचालन का सिद्धांत

दोलन (वे एंटीना द्वारा प्रेषित होते हैं) किसी भी वस्तु द्वारा उत्सर्जित होते हैं: लकड़ी की छड़ी और धातु के तार दोनों। फर्क सिर्फ इतना है कि धातु बिजली का बेहतर संचालन करती है, इसलिए तार से निकलने वाले कंपन अधिक ध्यान देने योग्य होते हैं।

इसलिए, सबसे सरल एंटेना को सुदृढीकरण के एक टुकड़े से इकट्ठा किया जा सकता है। यह एल-आकार के एंटीना को सभी के लिए परिचित कर देगा। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र की कार्रवाई के तहत आर्मेचर में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल प्रेरित होता है, जो किसी तरह (सैद्धांतिक विवरण को छोड़कर) दोलनों का कारण होता है, साथ ही सिग्नल को बढ़ाने का आधार भी होता है।

धातु अच्छे विद्युत गुणों वाला पदार्थ है। इसीलिए आर्मेचर में एक इलेक्ट्रोमोटिव बल (EMF) प्रेरित होता है। फलस्वरूप,क्षेत्र के विद्युत घटक का एल-आकार का एंटीना नियंत्रित होता है।

चुंबकीय क्षेत्र पर प्रतिक्रिया करने वाले एंटेना के संचालन का सिद्धांत

तार्किक रूप से, यदि एल-आकार का धातु एंटीना क्षेत्र के विद्युत घटक के प्रति प्रतिक्रिया करता है, तो चुंबकीय एंटीना विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के चुंबकीय घटक के प्रति प्रतिक्रिया करता है। इस तथ्य के कारण, डिवाइस को इसका नाम मिला।

एक एंटेना, निश्चित रूप से, फेरोमैग्नेट के अनुदैर्ध्य टुकड़े से बनाया जा सकता है, लेकिन इस सामग्री को एक फ्रेम का आकार देने के लिए यह अधिक कुशल है।

इस डिजाइन में, चुंबकीय क्षेत्र एक ईएमएफ भी बनाएगा, लेकिन एक चर। एंटीना एक प्रारंभ करनेवाला में बदल जाएगा, जिसमें ईएमएफ ऊर्जा विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है (यह एंटीना का मुख्य कार्य है)।

फ्रेम में प्रेरित ईएमएफ का मान फील्ड प्लेन के सापेक्ष संरचना की स्थिति पर निर्भर करता है। ईएमएफ अधिकतम है यदि संरचना के कॉइल के विमान को सिग्नल के साथ काम करने वाले स्टेशन पर निर्देशित किया जाता है। यदि आप एंटेना को ऊर्ध्वाधर अक्ष (शीर्ष दृश्य) के चारों ओर घुमाते हैं, तो एक क्रांति में इसमें EMF के दो मैक्सिमा और दो मिनीमा (शून्य मान) होंगे।

ऐसे एंटेना का रेडिएशन पैटर्न इनफिनिटी या फिगर आठ के रूप में होगा।

विकिरण पैटर्न एक निश्चित विमान में एंटीना की दिशा पर लाभ की निर्भरता का एक चित्रमय प्रतिनिधित्व है।

लाभ एक मूल्य है जिसकी गणना आउटपुट सिग्नल के मूल्य और इनपुट सिग्नल के मूल्य के अनुपात के रूप में की जाती है। उदाहरण के लिए, आउटपुट पावर और इनपुट का अनुपातइनपुट के लिए पावर या आउटपुट वोल्टेज।

दिशात्मक कारक एक विशिष्ट बिंदु पर एक संकेत को निर्देशित करने के लिए एक एंटीना की क्षमता की विशेषता है। उदाहरण के लिए, एक कार के लिए एंटीना के रूप में उपयोग किए जाने वाले पिन एंटीना के लिए, यह गुणांक निम्न स्तर पर होता है। यह सभी दिशाओं में एक टोरस के आकार की लहर विकीर्ण करता है। लेकिन लॉग-आवधिक या परावर्तक जैसे दिशात्मक एंटेना के लिए, यह गुणांक बहुत अधिक है।

फ्रेम के रूप में एंटीना की भी अच्छी दिशा होती है। यह गुण विशेष उपकरण जैसे लोमड़ी के शिकार उपकरण में ऐसे उपकरणों के उपयोग की अनुमति देता है।

डिजाइन की विशेषताएं

प्रेरित ईएमएफ का परिमाण काफी हद तक एंटीना के आकार से निर्धारित होता है। यहां तक कि अगर उस पर घाव की संख्या महत्वपूर्ण है, तो छोटे आयामों के साथ, कुछ रिसीवरों के संचालन के लिए ईएमएफ मूल्य अभी भी अपर्याप्त होगा।

लेकिन अगर आप चुंबकीय एंटेना के अंदर फेराइट कोर लगाते हैं, तो ईएमएफ मूल्य में काफी वृद्धि होगी। कोर अपने आप में अधिक क्षेत्र रेखाओं को बंद करने में योगदान देगा, अर्थात, कोर के लिए धन्यवाद, क्षेत्र एंटीना पर केंद्रित होगा, एक अधिक शक्तिशाली चुंबकीय प्रवाह का निर्माण करेगा और एक महत्वपूर्ण EMF उत्पन्न करेगा।

चुंबकीय सामग्री कोर

यह समझने के लिए कि एंटेना में कौन सा चुंबकीय कोर स्थापित किया जाना चाहिए, आपको चुंबकीय पारगम्यता पैरामीटर का अध्ययन करने की आवश्यकता है, जो दर्शाता है कि किसी विशेष सामग्री में चुंबकीय क्षेत्र बाहरी क्षेत्र की तुलना में कितनी बार मजबूत होता है।

दर जितना अधिक होगापारगम्यता, बेहतर चुंबकीय सामग्री क्षेत्र को स्वयं पर केंद्रित करती है।

प्राप्त चुंबकीय एंटेना के मूल में आमतौर पर एक आयताकार या गोल खंड होता है। सबसे पहले, उत्पादन में आसानी के कारण। दूसरे, इस तथ्य के कारण कि इस आकार के कोर स्वयं पर चुंबकीय रेखाओं को बेहतर रूप से केंद्रित करते हैं।

अंतिम तथ्य प्रभावी चुंबकीय पारगम्यता जैसे पैरामीटर को प्रभावित करता है। यह प्रारंभिक चुंबकीय पारगम्यता के साथ मेल नहीं खा सकता है, जिसे आमतौर पर कोर के लिए प्रलेखन में दर्शाया गया है। हालांकि, प्रभावी पारगम्यता प्रारंभिक एक पर निर्भर करती है।

इस प्रकार, कोर की प्रभावी पारगम्यता निम्नलिखित संकेतकों पर निर्भर करती है:

• मुख्य आयाम;
• कोर शेप;
• उस सामग्री की प्रारंभिक चुंबकीय पारगम्यता जिससे यह कोर बनाया गया है।

उदाहरण के लिए, यदि हम एक ही क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र लेकिन अलग-अलग लंबाई वाले कोर पर विचार करते हैं, तो लंबी लंबाई वाले नमूने में प्रभावी पारगम्यता का एक बड़ा मूल्य होगा।

वैसे, उदाहरण के लिए, फेराइट कोर की लंबाई पर प्रभावी पारगम्यता की निर्भरता गैर-रैखिक है। कोर लंबाई के एक निश्चित मूल्य तक, फेराइट के अधिकांश ग्रेड के लिए पारगम्यता बढ़ जाती है, लेकिन फिर उनमें से कुछ संतृप्ति में चले जाते हैं और विकास रुक जाता है। उदाहरण के लिए, 100НН और 50ВЧ के विपरीत, 1000НН, 600НН और 400НН चिह्न वाले उत्पाद लंबे समय तक संतृप्ति में नहीं जाते हैं। होममेड एंटेना बनाते समय इस पर विचार करना महत्वपूर्ण है।

एंटीना दक्षता

चुंबकीय क्षेत्र के प्रति प्रतिक्रिया करने वाले एंटेना की दक्षता,सीधे वास्तविक ऊंचाई से संबंधित है। यह उस बिंदु की ऊंचाई है जहां से एंटेना द्वारा उत्सर्जित दोलन पृथ्वी की सतह पर एक निश्चित बिंदु से ऊपर आता है।

वास्तविक ऊंचाई एंटीना में उत्पन्न ईएमएफ को प्रभावित करती है। तदनुसार, इसका मूल्य जितना अधिक होगा, ईएमएफ जितना अधिक होगा, एंटीना को कमजोर सिग्नल प्राप्त हो सकते हैं।

एंटीना की प्रभावी ऊंचाई क्या निर्धारित करती है जो ईएमएफ के चुंबकीय घटक के प्रति प्रतिक्रिया करती है?

1. प्रभावी पारगम्यता से।
2. कोर का सेक्शन एरिया।
3. कुंडली घुमाने की संख्या।
4. वाइंडिंग की लंबाई जो स्वयं कॉइल बनाती है।
5. घुमावदार व्यास।
6. ऑपरेटिंग वेवलेंथ।

एंटीना की प्रभावी ऊंचाई जितनी अधिक होगी, उपरोक्त सूची के पहले चार पैरामीटर उतने ही अधिक होंगे, साथ ही एंटीना कोर और घुमावदार तार के व्यास के बीच का अंतर उतना ही छोटा होगा। तरंगदैर्घ्य जितना छोटा होगा, ऊँचाई भी उतनी ही अधिक होगी।

एंटीना कॉइल

उपरोक्त डेटा से, हम किसी भी एंटेना (उदाहरण के लिए, एक एचएफ चुंबकीय एंटीना) के प्राप्त करने और संचारित करने वाले गुणों पर प्रारंभ करनेवाला के प्रभाव के महत्व के बारे में निष्कर्ष निकाल सकते हैं जो चुंबकीय क्षेत्र का जवाब देता है।

प्रारंभ करनेवाला की गुणवत्ता जितनी अधिक होगी, एंटीना उतना ही बेहतर काम करेगा। कॉइल के गुणवत्ता पैरामीटर का अनुमान इसके गुणवत्ता कारक का उपयोग करके लगाया जाता है। गुणवत्ता कारक एक पैरामीटर है जिसकी गणना कॉइल के प्रतिरोध के अनुपात के रूप में एसी से आगमनात्मक तत्व के डीसी के प्रतिरोध के रूप में की जाती है।

एसी कॉइल का प्रतिरोध दोनों पर निर्भर करता हैकॉइल का इंडक्शन और करंट की फ्रीक्वेंसी। कॉइल के गुणवत्ता कारक को बढ़ाने के लिए, और इसके साथ एंटीना के ट्रांसमिट-प्राप्त गुण जो चुंबकीय क्षेत्र पर प्रतिक्रिया करते हैं, आप इसके प्रतिरोध को प्रत्यक्ष वर्तमान में बदल सकते हैं। उदाहरण के लिए, कुंडल या तार के परिणामी घुमावों के व्यास को बढ़ाने के लिए, जिससे यह घाव होता है।

एफएम एंटीना

यह एक प्रकार का एंटीना है जो चुंबकीय क्षेत्र के प्रति प्रतिक्रिया करता है। FM तरंग 88 और 108 MHz के बीच आवृत्ति पर एक संकेत है।

इस डिजाइन को बनाने के लिए, आपको आवश्यकता होगी:

• फास्टनर जिस पर एंटीना लगाया जाएगा (उदाहरण के लिए, एक पाइप);
• फेराइट कोर जिसे संरचना (पाइप पर) पर रखा जा सकता है;
• तांबे के तार घुमावदार और संपर्कों के लिए;
• एंटेना को रिसीविंग डिवाइस से जोड़ने के लिए पिन कनेक्ट करना;
• तांबे की पन्नी।

कुंडली को वाइंड करने से पहले, फेराइट के चारों ओर बिजली के टेप या कागज के घाव से इसे कोर से अलग करना आवश्यक है। फिर इन्सुलेशन पर पन्नी की एक परत रखी जाती है। यह 1 सेमी के एक मोड़ को ओवरलैप करता है और उदाहरण के लिए, उसी विद्युत टेप का उपयोग करके ओवरलैप क्षेत्र में अलग किया जाता है। इस तरह से FM एंटेना स्क्रीन बनाई जाती है, जिस पर 25 फेरे घाव होते हैं, एक कॉइल बनाते हैं, जिसमें 7वें, 12वें और 25वें मोड़ पर लीड होती है।

ऊपर से, वाइंडिंग एक समान फ़ॉइल स्क्रीन से ढकी हुई है। स्क्रीन - बाहरी और आंतरिक - परस्पर जुड़े हुए हैं।

वाइंडिंग वायर के सिरों को कनेक्टिंग कॉन्टैक्ट्स में व्यवस्थित किया जाना चाहिए। 12वें और 25वें मोड़ से निष्कर्ष रिसीवर से जुड़ा होना चाहिए, और 7वें मोड़ से - जमीन पर।

लूप एंटीना

एक समाक्षीय केबल और कुछ सहायक उपकरण की मदद से आप यह एंटीना बना सकते हैं, जो विभिन्न आवृत्ति बैंड के साथ काम कर सकता है। यह सब संरचना के आयामों पर निर्भर करता है। इस डिवाइस के आधार पर, आप UHF एंटीना बना सकते हैं।

इसका उपयोग 80 मीटर तक की दूरी पर एक संकेत संचारित करने के लिए किया जा सकता है, और इसके लाभों में निर्माण और स्थापना में आसानी, साथ ही उच्च सिग्नल ट्रांसमिशन स्थिरता शामिल है।

लूप एंटेना बनाने के लिए आपको किन सामग्रियों की आवश्यकता होगी?

1. समाक्षीय केबल।
2. लकड़ी की सलाखें।
3. एक संधारित्र जिसकी धारिता 100pF है।
4. समाक्षीय कनेक्टर।

एंटीना के स्थिर रूप से काम करने के लिए, संधारित्र की स्थिरता सुनिश्चित करना आवश्यक है, अर्थात इसे यांत्रिक, मौसम और अन्य प्रभावों से अलग करना।

एंटेना एक संधारित्र से जुड़ा केबल का एक लूप है। यह कई फ्रीक्वेंसी रेंज के साथ काम कर सकता है। उदाहरण के लिए, एचएफ बैंड के साथ। लूप का क्षेत्रफल जितना बड़ा होगा (गोल हो तो बेहतर), प्राप्त सिग्नल का कवरेज उतना ही अधिक होगा।

डिज़ाइन को लकड़ी के एक स्टैंड पर बार से बनाया गया है। एंटीना कैसे कनेक्ट करें? आउटपुट तार से जुड़े एक समाक्षीय कनेक्टर के साथ।

साथ ही, कभी-कभी सर्किट में एक मैचिंग ट्रांसफॉर्मर शामिल किया जाता है।

जीएसएम मानक

चुंबकीय तरंगों के प्रति प्रतिक्रिया करने वाले एंटेना के आधार पर, जीएसएम मानक का संकेत प्राप्त करने के लिए उपकरण बनाए जाते हैं,जिसका उपयोग मोबाइल संचार में किया जाता है।

कई रेडियो शौकिया स्वतंत्र रूप से चुंबकीय जीएसएम एंटेना को इकट्ठा करते हैं और उन्हें स्थापित करते हैं जहां सेलुलर सिग्नल खराब रूप से प्राप्त होता है। उदाहरण के लिए, दचास में।

जीएसएम संचार मानक के साथ काम करने के लिए एक एंटीना प्लास्टिक के पानी के पाइप, एक तरफा पन्नी फाइबरग्लास (मोटाई - 1.5-2 मिमी, चौड़ाई - 10 मिमी) और तांबे के तार (व्यास - 1.5-2) से बनाया जा सकता है, 5 मिमी)।

एंटीना प्रारूप लॉग-आवधिक है। इस तरह के होममेड एंटीना में उच्च लाभ और एक संकीर्ण विकिरण पैटर्न होता है।

अगला, आपको ऐन्टेना वाइब्रेटर (कट वायर) को कलेक्टिंग लाइन्स (फाइबरग्लास की दो स्ट्रिप्स) से जोड़ना होगा। प्रत्येक संग्रह लाइन में वाइब्रेटर को मिलाप किया जाना चाहिए, और फिर एक समाक्षीय केबल का उपयोग करके लाइनें एक दूसरे से जुड़ी होती हैं। लाइनें एक प्लास्टिक पाइप पर लगाई जाती हैं।

इस प्रकार के एंटीना को कैसे कनेक्ट करें? केबल आउटलेट को टीवी डिवाइस के रूप में लोड से जोड़ा जा सकता है।

निष्कर्ष

इस प्रकार, ईएमएफ के चुंबकीय घटक के प्रति प्रतिक्रिया करने वाले अपने स्वयं के एंटीना को इकट्ठा करना बिल्कुल भी मुश्किल नहीं है। ऊपर वर्णित सभी सिफारिशों का पालन करना और विभिन्न सामग्रियों की विद्युत चुम्बकीय विशेषताओं को ध्यान में रखना पर्याप्त है।

इसके अलावा, ऐसी संरचना को बनाने के लिए किसी विशेष ज्ञान की आवश्यकता नहीं होती है। विभिन्न तत्वों में होने वाली भौतिक प्रक्रियाओं के बारे में बुनियादी जानकारी, जैसे कि एक प्रारंभ करनेवाला, पर्याप्त है।