पैच एंटीना के बैंडविड्थ को कैसे बढ़ाने के लिए？

एंटेना वायरलेस संचार प्रणालियों के महत्वपूर्ण घटक हैं। वे रेडियो संकेतों को प्रसारित करने और प्राप्त करने के लिए जिम्मेदार हैं, जो विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं, जिनमें वाई-फाई, ब्लूटूथ, सेलुलर नेटवर्क और सैटेलाइट संचार शामिल हैं। एक एंटीना का बैंडविड्थ एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए इसके प्रदर्शन और उपयुक्तता को निर्धारित करता है। यह लेख पैच एंटेना के बैंडविड्थ को बढ़ाने के लिए रणनीतियों का पता लगाएगा, जो उनके कम प्रोफ़ाइल और निर्माण में आसानी के कारण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

पैच एंटेना और उनके बैंडविड्थचेलेंग्स को बढ़ाते हुए बैंडविड्थडिसाइन को बढ़ाने के लिए बैंडविड्थकॉनक्लूजन को बढ़ाने के लिए

पैच एंटेना और उनके बैंडविड्थ को समझना

पैच एंटेना एक प्रकार का माइक्रोस्ट्रिप एंटीना है जिसमें एक ढांकता हुआ सब्सट्रेट के एक तरफ एक विकीर्ण पैच और दूसरी तरफ एक ग्राउंड प्लेन होता है। वे अपने कम प्रोफ़ाइल, हल्के और निर्माण में आसानी के कारण वायरलेस संचार प्रणालियों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। पैच एंटेना को विशिष्ट अनुप्रयोगों के अनुरूप विभिन्न आकृतियों, जैसे कि आयताकार, परिपत्र और अण्डाकार जैसे विभिन्न आकारों में डिज़ाइन किया जा सकता है।

एक पैच एंटीना की बैंडविड्थ को आवृत्ति रेंज के रूप में परिभाषित किया गया है, जिस पर एंटीना प्रभावी रूप से संचालित होता है। यह आमतौर पर ऊपरी और निचले आवृत्ति बिंदुओं के बीच के अंतर के रूप में मापा जाता है, जिस पर एंटीना की वापसी का नुकसान 10 डीबी से अधिक है। एक उच्च बैंडविड्थ एंटीना को आवृत्तियों की एक विस्तृत श्रृंखला पर संचालित करने की अनुमति देता है, जो आधुनिक संचार प्रणालियों के लिए आवश्यक है जो उच्च डेटा दरों की आवश्यकता होती है और कई आवृत्ति बैंड का समर्थन करती है।

पैच एंटेना अपने संकीर्ण बैंडविड्थ के लिए जाने जाते हैं, जो आमतौर पर केंद्र आवृत्ति के 5% से कम है। यह सीमा मुख्य रूप से विकिरण पैच के छोटे आकार के कारण होती है, जिसके परिणामस्वरूप एक उच्च गुणवत्ता वाला कारक (क्यू) होता है और, परिणामस्वरूप, संकीर्ण बैंडविड्थ। कई कारक पैच एंटेना के बैंडविड्थ को प्रभावित करते हैं, जिसमें ढांकता हुआ सब्सट्रेट, पैच का आकार और आकार और खिला तंत्र शामिल हैं।

बढ़ती बैंडविड्थ में चुनौतियां

पैच एंटेना के बैंडविड्थ को बढ़ाना बैंडविड्थ, लाभ, दक्षता और आकार के बीच अंतर्निहित व्यापार-बंद होने के कारण एक चुनौतीपूर्ण कार्य है। पैच एंटेना की संकीर्ण बैंडविड्थ मुख्य रूप से उनके उच्च गुणवत्ता वाले कारक (क्यू) के कारण होती है, जो खोई हुई ऊर्जा के सापेक्ष एंटीना में संग्रहीत ऊर्जा का एक उपाय है। एक उच्च Q मान संकीर्ण बैंडविड्थ में परिणाम होता है, जबकि एक कम Q मान व्यापक बैंडविड्थ की ओर जाता है।

कई कारक पैच एंटेना के उच्च क्यू में योगदान करते हैं, जिसमें ढांकता हुआ सब्सट्रेट, पैच के आकार और आकार और खिला तंत्र शामिल हैं। ढांकता हुआ सब्सट्रेट का विकल्प महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह एंटीना के प्रभावी ढांकता हुआ निरंतर और हानि स्पर्शरेखा को निर्धारित करता है। कम नुकसान स्पर्शरेखा और उच्च ढांकता हुआ स्थिरांक के साथ सब्सट्रेट पसंद किए जाते हैं, लेकिन वे अक्सर छोटे आकार और उच्च Q के परिणामस्वरूप होते हैं।

पैच का आकार और आकार भी बैंडविड्थ को निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। बड़े पैच में कम क्यू और व्यापक बैंडविड्थ होते हैं, लेकिन वे कॉम्पैक्ट अनुप्रयोगों के लिए कम उपयुक्त हैं। फीडिंग मैकेनिज्म, जैसे कि कोएक्सियल जांच, माइक्रोस्ट्रिप लाइन, या एपर्चर कपलिंग, अतिरिक्त नुकसान और प्रतिध्वनि को पेश करके बैंडविड्थ को भी प्रभावित कर सकता है।

इन कारकों के अलावा, एक सरणी कॉन्फ़िगरेशन में कई पैच के बीच पारस्परिक युग्मन भी बैंडविड्थ को प्रभावित कर सकता है। आसन्न पैच के बीच बातचीत से प्रभावी ढांकता हुआ स्थिर और विकिरण पैटर्न में परिवर्तन हो सकता है, जो एंटीना सरणी के समग्र प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।

बैंडविड्थ को बढ़ाने के लिए डिजाइन रणनीतियाँ

पैच एंटेना के बैंडविड्थ को बढ़ाने के लिए कई डिजाइन रणनीतियों को नियोजित किया जा सकता है। इन रणनीतियों में मोटी ढांकता हुआ सब्सट्रेट का उपयोग करना, परजीवी तत्वों को शामिल करना, एपर्चर युग्मन को नियोजित करना और बहु-प्रतिध्वनि तकनीकों का उपयोग करना शामिल है।

मोटी ढांकता हुआ सब्सट्रेट का उपयोग करना: एक पैच एंटीना के बैंडविड्थ को बढ़ाने के सबसे सरल तरीकों में से एक एक मोटी ढांकता हुआ सब्सट्रेट का उपयोग करना है। एक मोटा सब्सट्रेट एंटीना के क्यू कारक को कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक बैंडविड्थ होता है। हालांकि, इस दृष्टिकोण से आकार में वृद्धि हो सकती है और दक्षता कम हो सकती है, जो सभी अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त नहीं हो सकता है।

परजीवी तत्वों को शामिल करना: परजीवी तत्व, जैसे कि निर्देशक और रिफ्लेक्टर, को पैच एंटीना में जोड़ा जा सकता है ताकि इसकी बैंडविड्थ बढ़ाई जा सके। ये तत्व सीधे फ़ीड लाइन से जुड़े नहीं हैं, लेकिन विद्युत चुम्बकीय युग्मन के माध्यम से विकिरण पैच के साथ बातचीत करते हैं। परजीवी तत्वों की लंबाई और रिक्ति को ध्यान से डिजाइन करके, एंटीना की बैंडविड्थ को बढ़ाया जा सकता है। इस तकनीक का उपयोग आमतौर पर YAGI-UDA ANTENNAS में किया जाता है, जहां कई निर्देशकों का उपयोग बैंडविड्थ और लाभ को बढ़ाने के लिए किया जाता है।

एपर्चर युग्मन को नियोजित करना: एपर्चर कपलिंग एक ऐसी तकनीक है जिसमें ग्राउंड प्लेन में एक स्लॉट या एपर्चर के माध्यम से पैच एंटीना को खिलाना शामिल है। यह विधि क्यू कारक को कम करने और एंटीना के बैंडविड्थ को बढ़ाने में मदद कर सकती है। एपर्चर युग्मन फीड लाइन और रेडिएटिंग पैच के बीच बेहतर अलगाव प्रदान करता है, जो अवांछित युग्मन को कम कर सकता है और एंटीना के प्रदर्शन में सुधार कर सकता है।

मल्टी-रेजोनेंट तकनीकों का उपयोग करना: मल्टी-रेजोनेंट तकनीकों में कई गुंजयमान आवृत्तियों का समर्थन करने के लिए पैच एंटीना को डिजाइन करना शामिल है। यह विभिन्न पैच आकृतियों के संयोजन का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है, जैसे कि स्टैक्ड पैच या एम्बेडेड पैच, या अतिरिक्त गुंजयमान तत्वों, जैसे स्लॉट या पायदान, पैच में पेश करके। गुंजयमान आवृत्तियों को ध्यान से ट्यून करके, एंटीना के बैंडविड्थ को बढ़ाया जा सकता है। इस दृष्टिकोण का उपयोग आमतौर पर वाइडबैंड एंटेना में किया जाता है, जैसे कि UWB (अल्ट्रा-वाइडबैंड) एंटेना, जो 3.1 से 10.6 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति रेंज पर संचालित होता है।

पैच एंटेना के बैंडविड्थ को बढ़ाने के लिए एक और प्रभावी तरीका एक बहु-परत या स्टैक्ड कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग करना है। इस दृष्टिकोण में, कई पैच को लंबवत रूप से ढेर किया जाता है, जो अलग -अलग पारगम्यता के साथ ढांकता हुआ सब्सट्रेट द्वारा अलग किया जाता है। पैच और ढांकता हुआ परतों के बीच बातचीत अतिरिक्त प्रतिध्वनि बना सकती है, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक बैंडविड्थ होता है। यह तकनीक विशेष रूप से व्यापक बैंडविड्थ के साथ कॉम्पैक्ट एंटेना की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है।

इसके अतिरिक्त, गैर-समान फीडिंग तकनीकों का उपयोग पैच एंटेना के बैंडविड्थ को बढ़ाने में भी मदद कर सकता है। एक पतला या मल्टी-सेक्शन फ़ीड लाइन को नियोजित करके, फ़ीड लाइन और एंटीना के बीच मिलान करने वाले प्रतिबाधा को एक व्यापक आवृत्ति रेंज में सुधार किया जा सकता है। इस दृष्टिकोण को अन्य बैंडविड्थ एन्हांसमेंट तकनीकों, जैसे परजीवी तत्वों या एपर्चर युग्मन के साथ जोड़ा जा सकता है, और भी अधिक बैंडविड्थ प्राप्त करने के लिए।

निष्कर्ष

पैच एंटेना के बैंडविड्थ को बढ़ाना एक चुनौतीपूर्ण लेकिन प्राप्त करने योग्य लक्ष्य है। विभिन्न डिज़ाइन रणनीतियों को नियोजित करके, जैसे कि मोटी ढांकता हुआ सब्सट्रेट का उपयोग करना, परजीवी तत्वों को शामिल करना, एपर्चर युग्मन को नियोजित करना, और बहु-पुनर्विचार तकनीकों का उपयोग करके, पैच एंटेना के बैंडविड्थ को काफी बढ़ाया जा सकता है। इन तकनीकों का उपयोग व्यक्तिगत रूप से या संयोजन में विशिष्ट अनुप्रयोगों के लिए वांछित बैंडविड्थ प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि पैच एंटेना की बैंडविड्थ को बढ़ाने से अन्य प्रदर्शन मापदंडों, जैसे कि लाभ, दक्षता और आकार की कीमत पर आ सकता है। इसलिए, आवेदन की विशिष्ट आवश्यकताओं और डिजाइन में शामिल व्यापार-बंदों पर सावधानीपूर्वक विचार किया जाना चाहिए। इन कारकों को संतुलित करके, वायरलेस संचार प्रणालियों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए वांछित बैंडविड्थ और प्रदर्शन विशेषताओं के साथ पैच एंटेना को डिजाइन करना संभव है।