اینٹینا ارے: ڈیزائن، کام کرنا، اقسام اور اس کی ایپلی کیشنز

ایک انٹینا ایک خصوصی آلہ ہے جو بہتر آؤٹ پٹ ٹرانسمیشن کے لیے کسی خاص سمت میں توانائی کی کچھ مقدار کو خارج کر سکتا ہے۔ زیادہ موثر آؤٹ پٹ کے لیے، اس میں کچھ اور اینٹینا عناصر شامل کیے جاتے ہیں جو کہ اینٹینا اری کے نام سے مشہور ہیں۔ ایک ہی اینٹینا میں اچھی ڈائریکٹیوٹی ہوتی ہے لیکن نقصانات کے ساتھ وصول کنندہ تک سگنل کی ترسیل میں کسی حد تک ناکام ہوجاتا ہے اس لیے اینٹینا کی صف استعمال کی جاتی ہے۔ تو بہت ساری درخواستوں میں، ہمیں ضرورت ہے۔ اینٹینا انتہائی اعلیٰ ہدایتی خصوصیات کے ساتھ جو اینٹینا کے برقی سائز کو بڑھا کر بڑھایا جا سکتا ہے۔ انفرادی عناصر کے سائز میں اضافہ کیے بغیر اینٹینا کے طول و عرض کو بڑھانا اینٹینا سرنی عناصر بنانا ہے۔ یہ مضمون ایک جائزہ پر بحث کرتا ہے۔ اینٹینا صف - اقسام اور ایپلی کیشنز کے ساتھ ان کا کام۔

ایک اینٹینا سرنی کیا ہے؟

antenna array کی تعریف ہے; اینٹینا کا ایک گروپ جو تابکاری کے نمونوں کو پیدا کرنے کے لئے ایک ہی اینٹینا بنانے کا اہتمام کیا جاتا ہے لیکن انفرادی اینٹینا کے ذریعہ تیار نہیں ہوتا ہے۔ لہذا انٹینا کا ایک سیٹ ریڈیو سگنل کی ترسیل یا وصول کرنے کے لیے مل کر کام کرے گا۔ اس اینٹینا کی ڈیزائننگ اور دیکھ بھال لاگت سے موثر ہے کیونکہ ہر اینٹینا چھوٹا ہوتا ہے۔ اینٹینا سرنی کا خاکہ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔

اینٹینا صف کے لیے، ترتیب دیتے وقت مناسب وقفہ اور مرحلہ دیا جانا چاہیے۔ ایک بار جب انٹینا سگنل کو بہت لمبے فاصلے تک منتقل کرتے ہیں تو پھر اس کے لیے ضروری ہوتا ہے کہ ان کے پاس اعلیٰ ہدایتی فائدہ ہو کیونکہ سگنل ایک سرے سے دوسرے سرے تک منتقل ہوتے وقت بگاڑ اور بگڑ جاتا ہے۔ اگرچہ، ایک ہی اینٹینا ایک اچھی ڈائریکٹیویٹی کے ساتھ منتقل ہوتا ہے، لیکن یہ بغیر کسی نقصان کے ٹرانسمیٹر سے وصول کنندہ تک سگنل منتقل کرنے میں ناکام رہتا ہے۔ تو یہ اینٹینا سرنی کو استعمال کرنے کی بنیادی وجہ ہے۔

سرنی اینٹینا ڈیزائن

ایک اینٹینا سرنی کو متعدد اینٹینا ترتیب دے کر ڈیزائن کیا گیا ہے تاکہ ایک ہی نظام کو اعلیٰ ہدایتی فائدہ فراہم کیا جا سکے۔ صف کے اندر موجود اینٹینا مناسب طریقے سے اور مناسب مرحلے میں رکھے جائیں تاکہ ایک ہی سمت میں ترتیب کے اندر ہر اینٹینا کا آزادانہ حصہ شامل ہو جائے جبکہ باقی تمام سمتوں میں یہ منسوخ ہو جائے۔ اس قسم کا انتظام نظام کی سمت کو بہتر بناتا ہے۔ ایک بار جب کسی سسٹم کے اندر موجود تمام اینٹینا سیدھی لائن میں ترتیب دیے جاتے ہیں تو اسے لکیری اینٹینا صف کے نام سے جانا جاتا ہے۔

اینٹینا سرنی کام کر رہا ہے۔

اینٹینا صف مختلف اینٹینا عناصر کا ایک مجموعہ ہے۔ عام طور پر، ایک ملٹی ایلیمنٹ سرنی نصف لہر والے ڈوپول اینٹینا کا استعمال کرتی ہے۔ اس اینٹینا میں ایک ہمہ جہتی تابکاری کا نمونہ ہے لہذا لہریں وسیع زاویہ کے اوپر خارج ہوتی ہیں۔ ان انٹینا کی خاص طور پر ایک سمت میں اخراج کرنے کی صلاحیت کو بڑھانے کے لیے، ان انٹینا کو مناسب وقفہ کے ساتھ صف کی شکل میں ترتیب دیا جاتا ہے۔ یہ صفیں بیک وقت مناسب مرحلے کے ذریعے کرنٹ فراہم کرکے پرجوش ہیں۔

عام طور پر اینٹینا کی ایک صف میں، مختلف اینٹینا عناصر کے اندر دھارے مرحلے میں ہوتے ہیں اگر یہ ایک ہی وقت میں ایک ہی سمت میں بہنے پر سب سے زیادہ قدر حاصل کرتا ہے۔ اس طرح، ایک بار جب انٹینا عناصر کو صف کے ہر عنصر سے مناسب مرحلے کے ساتھ کھلایا جاتا ہے، تو کروی لہریں مداخلت کی وجہ سے سپرمپوز ہوجاتی ہیں اور ایک ریڈیو لہر پیدا کرتی ہیں۔ یہاں نظام میں، مداخلت یا تو تعمیری (یا) تباہ کن ہو سکتی ہے اور مکمل طور پر عناصر کی طرف سے تابکاری کی لہروں پر منحصر ہے۔

نتیجے کے طور پر، اگر اینٹینا عناصر سے خارج ہونے والی لہریں مرحلے میں ہیں، تو انہیں مفید طور پر شامل کیا جاتا ہے، تاکہ یہ تابکاری کی طاقت کو بڑھا سکے. جبکہ، اگر انفرادی عناصر سے خارج ہونے والی لہریں مرحلے میں نہیں ہیں، تو وہ ایک دوسرے کو منسوخ کرنے کے لیے تباہ کن طور پر شامل کی جاتی ہیں۔ تو یہ تابکاری کی طاقت میں کمی کا سبب بن سکتا ہے۔

اس طرح، صف کے عناصر سے خارج ہونے والی شعاعیں مرحلے میں ہوتی ہیں اور ایک دشاتمک شہتیر فراہم کرنے کے لیے شامل ہوتی ہیں جس کی زیادہ سے زیادہ طاقت ہوتی ہے تاکہ یہ بہت طویل فاصلے تک سفر کر سکے۔ اس طرح، ایک اینٹینا سرنی کی طرف سے فراہم کردہ تابکاری کے پیٹرن میں ایک مرکزی لاب ہے جو ایک ہی سمت میں ایک مضبوط بیم کی وضاحت کرتا ہے. جب صف میں عناصر کی تعداد میں اضافہ کیا جاتا ہے، تو مین لاب تنگ ہو جاتا ہے اور چھوٹے سائیڈ لاب انٹینا کے ذریعے فراہم کردہ فائدہ میں اضافہ بتاتے ہیں۔

سرنی اینٹینا کی اقسام

ارے اینٹینا کو چار قسموں میں درجہ بندی کیا گیا ہے براڈ سائیڈ، اینڈ فائر، کالینیئر اور پرجیوی اینٹینا سرنی جہاں ہر قسم کی ذیل میں بات کی گئی ہے۔

براڈ سائیڈ اینٹینا صف

براڈ سائیڈ انٹینا سرنی کا انتظام ذیل میں دکھایا گیا ہے جہاں مختلف ایک جیسے عناصر کو متوازی طور پر اینٹینا ایکس لائن کے ساتھ ترتیب دیا گیا ہے۔ اس قسم کے انتظامات میں عناصر کو ایک دوسرے کے مساوی فاصلے پر افقی طور پر ترتیب دیا جاتا ہے اور ہر عنصر کو اسی طرح کے مرحلے اور طول و عرض کے کرنٹ سے فیڈ کیا جاتا ہے۔

جب بھی اس ترتیب کے عناصر کو توانائی بخشی جائے گی تو زیادہ سے زیادہ تابکاری چوڑائی سے خارج کی جائے گی جس کا مطلب ہے سرنی محور کی عام سمت جبکہ دوسری سمتوں سے کچھ مقدار میں تابکاری خارج ہوگی۔ لہذا یہ دو طرفہ تابکاری کا نمونہ فراہم کرتا ہے کیونکہ یہ چوڑائی کے ساتھ ساتھ دونوں سمتوں میں پھیلتا ہے۔ لہذا، اس ترتیب میں، تابکاری کے اصول کی سمت سرنی کے محور اور عنصر کی پوزیشن کے جہاز کے لیے عام ہے۔ براڈ سائیڈ اینٹینا سرنی کا تابکاری پیٹرن ذیل میں دکھایا گیا ہے۔

براڈ سائیڈ اینٹینا سرنی کا ریڈی ایشن پیٹرن عمودی ہے کیونکہ عنصر کی سیدھ افقی ہے۔

اگر ہم ریڈی ایشن پیٹرن کو دو طرفہ سے یک طرفہ میں تبدیل کرنا چاہتے ہیں تو اسی طرح کی صف کو اس اینٹینا سرنی کے پیچھے λ/4 فاصلے پر ترتیب دینے کی ضرورت ہے اور 90° فیز لیڈ والے کرنٹ کے ذریعے ریپلیکا اری کو دلچسپ بنانا ہوگا۔ عام طور پر، اس ترتیب کے اندر عناصر کی تعداد لاگت اور بیم کی چوڑائی کی ضرورت کے ساتھ دستیاب جگہ پر منحصر ہوتی ہے جبکہ صف کی لمبائی 2 λ سے 10 λ کے درمیان لی جاتی ہے۔ عام طور پر، یہ اینٹینا صفیں بیرون ملک نشریاتی نظام میں استعمال ہوتی ہیں۔

End-Fire Antina Array

اینڈ فائر اینٹینا اری کا انتظام براڈ سائیڈ انتظامات میں عناصر جیسا ہی ہے تاہم ان دو کنفیگریشنز کے درمیان بنیادی فرق جوش کا طریقہ ہے۔ اس ترتیب میں، عناصر کو عام طور پر 180° کے ساتھ فیڈ سے باہر کیا جاتا ہے، جب کہ چوڑائی کے انتظام میں ہر عنصر کو اسی طرح کے فیز کے کرنٹ سے کھلایا جاتا ہے۔ اس ترتیب میں، زیادہ سے زیادہ تابکاری صف کے محور کے ساتھ حاصل کی جاتی ہے۔

اس طرح، یک طرفہ تابکاری کا نمونہ حاصل کرنے کے لیے، اس مکمل یکساں عناصر کی ترتیب کو مساوی طول و عرض کے کرنٹ کے ساتھ آسانی سے توانائی بخشی جاتی ہے، تاہم، مرحلہ لکیر کے ساتھ مسلسل تبدیل ہوتا رہتا ہے۔ لہذا، یہ کہا جا سکتا ہے کہ ایک اختتامی آگ سرنی اینٹینا سرنی کے محور کے ذریعے واقع ہونے والی سب سے زیادہ تابکاری کے ذریعہ ایک غیر سمتی تابکاری کا نمونہ تیار کرتی ہے۔

مندرجہ بالا تابکاری پیٹرن ڈایاگرام میں، اس ترتیب کے اندر عناصر کے درمیان بنیادی فاصلے کو عام طور پر λ/4 (یا) 3λ/4 سمجھا جاتا ہے۔ لہذا یہ صفیں پوائنٹ ٹو پوائنٹ کمیونیکیشن میں اکثر استعمال ہوتی ہیں اور اعلی، درمیانے اور کم تعدد کی حدود کے لیے موزوں ہیں۔

کولنیئر صف

ایک collinear array میں، اینٹینا عناصر کو صرف ایک لائن میں ایک سرے سے دوسرے سرے تک ترتیب دیا جاتا ہے جس کا مطلب ہے ایک کے بعد دوسرا۔ لہذا یہ ترتیب یا تو افقی یا عمودی واقفیت ہوسکتی ہے۔ افقی ترتیب کے ساتھ کولینیئر سرنی ذیل میں دکھائی گئی ہے۔

انٹینا کے تمام عناصر کو، جوش و خروش تمام عناصر کو ایک ہی مرحلے اور شدت کے کرنٹ کے ذریعے فراہم کیا جاتا ہے۔ براڈ سائیڈ سرنی کی طرح، یہ اینٹینا سرنی محور کو عام سمت میں تابکاری بھی فراہم کرتا ہے۔ اس طرح، collinear array کا تابکاری کا نمونہ کسی حد تک براڈ سائیڈ اینٹینا سرنی سے متعلق ہے۔

جب بھی عناصر کو 0.3 سے 0.5λ فاصلہ پر رکھا جاتا ہے تو یہ انتظام صرف سب سے زیادہ فائدہ پیش کرتا ہے لیکن یہ اینٹینا صف میں تعمیراتی اور کھانا کھلانے کے مسائل کا سبب بن سکتا ہے۔ لہذا، عناصر ایک دوسرے کے قریب ترتیب دیئے گئے ہیں۔

collinear array تابکاری کا نمونہ اوپر دکھایا گیا ہے۔ یہاں یہ بات قابل ذکر ہے کہ صف کی لمبائی میں اضافے کے ساتھ ڈائرکٹیوٹی بھی بڑھ جاتی ہے۔ عام طور پر، دو عناصر کولینیئر اری کو عام طور پر استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ یہ ملٹی بینڈ آپریشن کو سپورٹ کرتا ہے لیکن بعض اوقات، کچھ ایپلی کیشنز براڈ سائیڈ، اینڈ فائر اور کالینیئر اری کے امتزاج کا استعمال کرتی ہیں کیونکہ اس سے ڈائریکٹیوٹی اور فائدہ بہت زیادہ ہوتا ہے۔

طفیلی صف

پرجیوی اینٹینا عناصر جیسے کثیر عنصری صفوں کو طفیلی طور پر ترتیب دیا گیا ہے جو ہر صف کے عنصر کو کھلائے بغیر زیادہ سے زیادہ دشاتمک فائدہ فراہم کرتا ہے۔ اس قسم کا انتظام انٹینا کے ہر عنصر کو براہ راست حوصلہ افزائی نہ کرکے فیڈ لائن کے مسئلے سے نمٹنے میں مدد کرتا ہے۔ پرجیوی اینٹینا کا انتظام ذیل میں دکھایا گیا ہے۔

وہ عناصر جن کو براہ راست نہیں کھلایا جاتا ہے وہ طفیلی عناصر کے طور پر جانے جاتے ہیں اور وہ قریب میں موجود کارفرما عنصر کے ذریعہ خارج ہونے والی تابکاری سے اپنی طاقت حاصل کرتے ہیں۔ نتیجے کے طور پر، پرجیوی عناصر برقی مقناطیسی جوڑے کے ذریعے متحرک ہوتے ہیں کیونکہ ڈرائیونگ عنصر قریب ہوتا ہے۔

اینٹینا سرنی کے طفیلی عناصر براہ راست پرجوش نہیں ہوتے ہیں لیکن وہ ڈرائیونگ عنصر کی طرف دی جانے والی جوش پر انحصار کرتے ہیں۔ لہذا، کارفرما عنصر کی وجہ سے طفیلی عنصر کے اندر حوصلہ افزائی کرنٹ کا تعین ان دو عناصر اور ان کی ٹیوننگ کے درمیان فاصلے سے ہوتا ہے۔

اس طرح، ڈرائیونگ کے ساتھ ساتھ طفیلی عناصر کے درمیان 'λ/4' علیحدگی کی دوری اور 90° مرحلے کے فرق کے ساتھ ایک یک طرفہ تابکاری کا نمونہ تیار کیا جاتا ہے۔ اس طرح، اس سرنی کا تابکاری کا نمونہ محض ڈرائیونگ عنصر کے بعد ترتیب دیئے گئے ایک ریفلیکٹر کے ذریعے بنایا گیا ہے، جس میں آگے کی لہر کی طرف پیچھے سے منعکس ہونے والی لہریں شامل ہیں۔ اس قسم کے اینٹینا اریوں کے لیے رینج فریکوئنسی 100 - 1000 MHz تک ہوتی ہے۔

اینٹینا اری گین کیا ہے؟

اینٹینا اری گین کو ایک مخصوص سمت کے اندر شدت کے تناسب کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے اگر حاصل شدہ تابکاری کی شدت کے ساتھ اسی طرح کی طاقت کو ایک واحد آئسوٹروپک ریڈی ایٹر سے خارج کیا جاتا ہے۔

اینٹینا سرنی کا مقصد کیا ہے؟

ایک اینٹینا سرنی کا مقصد ایک واحد اینٹینا کے طور پر کام کرکے ریڈیو لہروں کو منتقل کرنا / وصول کرنا ہے۔

ایک اچھا اینٹینا فائدہ کیا ہے؟

اچھا اینٹینا حاصل 3 ڈی بی، 6 ڈی بی، وغیرہ ہے۔

اینٹینا میں ایک صف کیا ہے؟

ایک اینٹینا میں صف انٹینا کا ایک گروپ ہے جو ایک ہی اینٹینا بنانے کے لیے جڑے ہوئے ہیں۔

اینٹینا سرنی کا سرنی عنصر کیا ہے؟

اینٹینا اری فیکٹر سرنی اور استعمال شدہ وزن کے اندر اینٹینا کی پوزیشنوں کا ایک فنکشن ہے۔ لہذا یہ عنصر خاص طور پر اینٹینا عنصر کی ہدایت کی خصوصیات کو نمایاں طور پر تبدیل کرسکتا ہے۔ لہذا یہ رجحان بنیادی طور پر مشاہدہ کیا جاتا ہے جب انٹینا ایک دوسرے سے منسلک ہوتے ہیں.

فائدے اور نقصانات

اینٹینا صف کے فوائد مندرجہ ذیل شامل ہیں.

• سگنل کی طاقت بہت مضبوطی سے بڑھ جاتی ہے۔
• اعلیٰ ہدایت کاری حاصل کی جا سکتی ہے۔
• معمولی لوبوں کا سائز کافی حد تک کم ہو جاتا ہے۔
• ایک اعلی S/N تناسب حاصل کرنا ممکن ہے۔
• بڑے منافع حاصل ہو سکتے ہیں۔
• بجلی کے ضیاع کی مقدار کم ہو جاتی ہے۔
• بہتر نتائج کا حصول ممکن ہے۔
• اینٹینا سرنی ڈیزائن صرف اینٹینا کی بہتر کارکردگی کی حمایت کرتا ہے۔

اینٹینا صف کے نقصانات میں درج ذیل شامل ہیں۔

• اینٹینا کی صفیں مہنگی ہیں۔
• مزاحمتی نقصانات میں اضافہ کیا جائے گا۔
• یہ اعلی دیکھ بھال کی ضرورت ہے.
• چڑھانا مشکل ہے۔
• یہ ایک بہت بڑی بیرونی جگہ پر قابض ہے۔

ایپلی کیشنز

اینٹینا سرنی ایپلی کیشنز میں درج ذیل شامل ہیں۔

• ایک اینٹینا ارے مجموعی فائدہ بڑھانے، SINR (سگنل ٹو انٹرفیس پلس شور ریشو) کو بڑھانے، مداخلت کو منسوخ کرنے، تنوع کا استقبال فراہم کرنے، صف کو کسی خاص سمت میں منتقل کرنے، آنے والے سگنلز کی سمت کی آمد کی پیمائش وغیرہ میں بہت مددگار ہے۔
• اینٹینا سرنی وائرلیس، فوجی میں استعمال کیا جاتا ہے ریڈار ، اور سیٹلائٹ مواصلات .
• یہ فلکیات کے مشاہدے میں استعمال ہوتے ہیں۔
• یہ زیادہ تر لمبی دوری کے مواصلات اور موبائل مواصلات میں بھی لاگو ہوتے ہیں۔
• ان کا استعمال وہیں ہوتا ہے جہاں لمبی دوری کی ترسیل اور استقبال کے لیے سگنل کی اعلی طاقت کی ضرورت ہوتی ہے۔

اس طرح، یہ ہے اینٹینا کا ایک جائزہ arrays - ایپلی کیشنز کے ساتھ کام کرنا۔ ایک اینٹینا سرنی مختلف سمتوں میں سگنل کو پکڑنے اور منتقل کرنے کے لیے صرف کئی اینٹینا استعمال کرتی ہے۔ لہذا اینٹینا سرنی بنیادی طور پر ہمارے سگنل کے معیار اور حد کو بڑھانے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ یہاں آپ کے لیے ایک سوال ہے، اینٹینا کا کام کیا ہے؟