அலைக்கம்பங்கள் அடிப்படைகள்

அலைக்கம்பங்கள் அடிப்படைகள்

ஒரு அலைக்கம்பம் (antenna) வானலைத் தொடர்பில் ஒரு முக்கியமான அங்கமாகும். அலைக்கம்பம் எனப்படுவது ஒரு மின்கடத்தி, அஃது மீது படும் வானலையை ஒரு மின்குறிகை மாற்றப்படும் அல்லது அஃது மீது அளிக்கப்படும் மின்குறிகை வானலையாக மாற்றுப்படும். இது ஒரு ஏற்றெதிர் சாதனம் (reciprocal device) அதாவது இதன் செலுத்தும் மற்றும் பெறும் பண்புகள் ஒன்றாகும். ஒரு அலைக்கம்பத்திற்கு மின்குறிகை வழங்குபோது அதன் கதிர்வீச்சு உருபடிமம் (radiation pattern) சுற்றியமைந்த வெளியில் ஒரு விதத்தில் பரவியிருக்கும். எதிரெதிர் மாறாக ஒரு பெறும் அலைக்கம்பத்தின் வானலை பெறுதல் (reception capability) அதே பரவலை வெளியிடும். அலைக்கம்பங்களில் பல கூறளவுகள் உண்டு. இவைகளை சந்திப்போம்.

மின்திறனை (electrical power) செயல்திறமையுடன் வானலையாக (RF energy) மாற்றுவதற்கு அலைக்கம்பத்தின் உள்ளீடு மின்எதிர்ப்பு (input impedence) செலுத்து வடங்கள் (transmission cables), செலுத்துத் தடங்களுடன் (transmission lines) ஆகியவற்றை பொறுத்தவேண்டும். பொறுத்தமின்மை (mismatch) யாவதெனில், எதிர்வீச்சு (reflection) மூலம் குறிகை இழப்பு ஏற்படுகிறது. செலுத்துப்பெறுவிகள், செலுத்துத்தடங்கள் ஆகியவையின் மின் எதிர்ப்பு வழக்கமாக 50Ω மதிப்புடயது. ஒரு அலைக்கம்பத்தின் மீளிழப்பு (Return Loss) அலைக்கம்பத்தின் மின்எதிர்ப்பு பொறுத்திமின்மையை விளக்குகிறது. அது உள்ளீடு, எதிர்வீச்சு மின்திறன்களின் மடக்கை வீதமாகும் (log power ratio of input/reflected power). அலைக்கம்பத்தின் கற்றையகலம் (bandwidth) எனப்படுவது அலைக்கம்பம் சரியாக இயங்குவதற்கான மேல்-கீழ் அலைவெண் வரம்புகள் (upper-lower frequency limits). திசைவு (directivity) எனப்படுவது அலைக்கம்பம் வானலை ஆற்றலை ஒரு திசையில் குவிக்கும் தன்மை. பெருக்கம் எனப்படு மிகைப்பிகளின் பெருக்கம்வரையறுவிலிருந்து வித்தியாஸமானது. ஒரு சமதிசை அலைக்கம்பம் (omnidirectional antenna) மேற்கோளாக வைத்து ஒரு அலைக்கம்பத்தின் பெருக்கம் வரையறுக்கப்படுகிறது. ஒரு சமதிசைவு அலைக்கம்பம் உன்மையில் தோன்றுவதில்லை, ஆனால் ஒரு முக்கியமான கோட்பாடு அடிப்படையிலான மேற்கோள் மாதிரியம் (theoretical reference model). ஒரு சமதிசைவு அலைக்கம்பம் எல்லா திசைகளிலும் உள்ளீட்டு மின்திறனை கதிர்வீசுகிறது. ஆகையால் வளிவரும் வானலை ஆற்றல் (RF energy) உள்ளீடு மின்திறன் (input electrical power) ஒப்புகையில் குறைவாக இருக்கும். ஒரு மெய் அலைக்கம்பம் (real antenna) அற்றலை ஒரு அல்லது பல திசைகளில் குவிக்கும். ஆகையால் குவிக்கப்படும் வானலை ஆற்றல் உள்ளீட்டு திறனைவிட அதிகமானது. அலைக்கம்பத்தின் பெருக்கம் அது குறித்த திசையில் வெளிபடுத்தும் வானலை ஆற்றல் மற்றும் சமதிசைவு அலைக்கம்பம் வெளிபடுத்தும் வானலை ஆற்றல் ஆகியவற்றின் மடக்கை வீதமாகும். கதிர்வீச்சு உருபடிவம் (radiation pattern) ஒரு அலைக்கம்பத்தின் கதிர்வீச்சு புலத்தை எல்லா திசைகளிலும் வலுமைச் சார்பாக விளக்குகிறது. இந்த கதிர்வீச்சு உருபடிவத்திலுள்ள பொதுமைய வட்டங்கள் வழக்கமாக மடக்கையளவு இடைவெளியில் (logarathmic spacing of concentric circles) அமைந்துள்ளன. கதிர்வீச்சு உருபடிவ அளவெடுப்பில் அலைக்கம்பத்திலிருந்து சற்று தொலைவிலிலேயே- தொலைபுல மணடலம் அதாவது far-field regionஇல் அளவுகாணப்படுகிறன.

கதிரகலம் (beamwidth) எனப்படுவது ஒரு அலைக்கம்பத்தின் குறித்த திசையிலுள்ள உச்சி கதிர்வீச்சு செறிவிலிருந்து (maximum intensity) அரை மட்டத்திலுள்ள இரண்டு புள்ளிகளுக்கிடையே உள்ள கோணமாகும். இந்த அளவிற்கு அரைதிறன் கதிரகலம் (half-power beam width) அல்லது 3-dB (டெஸிபெல்) கதிரகலம் (3-dB beamwidth) எனவும் அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு அலைக்கம்பத்திற்கு வானலை ஆற்றல் அனைத்தையும் ஒரே கதிரில் குவிக்க இயலாது. எல்லா திசைகளிலும் சில குறுகிய கதிர்வீச்சு உச்சிகள் விளங்குகின்றன. இவைகளுக்க்ய் பக்கமடல்கள் (sidelobes) என அழைக்கப்படுகின்றன. பூஜ்ஜியங்கள் (nulls) என்பவை மண்டலங்கள், அஃவையிலுள்ள கதிர்வீச்சு குறைந்தபட்சத்தில் அமைகின்றன. பூஜ்ஜியங்களின் திசைவுக் கோணங்கள் முதன்மை கதிரைவிட குறைவானவை. அலைக்கம்பம் சார்பில் முனைவாக்கம் (polarization) என்பது வெளியாகும் மின்காந்த அலை மின்புலத்தின் திசையமைவு (electric field orientation) ஆகும். நேரியல் முனைவாக்க அலைக்கம்பத்தில் (linearly polarized antenna) மின்புலம் எப்பொழுதும் ஒரே தளத்தில் அமையும். வட்ட முனைவாக்க அலைக்கம்பத்தில் (circularly polarized antenna) மின்புலம் ஒரு வட்டத்தை வரையும். நீள்வட்ட முனைவாக்க அலைக்கம்பத்தில் (elliptically polarized antenna) மின்புலம் ஒரு நீள்வட்டத்தை வரையும். வட்டம் அல்லது நீள்வட்ட முனைவாக்கத்தில் இடஞ்சுழி அல்லது வலஞ்சுழி எதேனும் அமையலாம். செலுத்திக்கும் பெறுவிக்கும் அதிகபட்ச ஆற்றல் பரிமாற்றத்திற்கு செலுத்தும் மற்றும் பெறும் அலைக்கம்பங்கள் இரண்டும் ஒரே வெளிசார் திசையமைவு, முனையாக்கத் திசை (polarization sense) மற்றும் ஆரவீதம் (axial ratio) ஆகியவற்றை வைத்திருக்கவேண்டும்.

தொடரும்...

புதுப்பிப்பு சனி, 22 ஆகஸ்தி 2004