وائرلیس مواصلات کے وسیع دائرے میں ، اینٹینا ، ایک ناگزیر تنقیدی جزو کے طور پر ، معلومات کی دنیا کو جوڑنے والے پل کا کام کرتا ہے۔ اس کی کارکردگی براہ راست مواصلات کے معیار کو حکم دیتی ہے۔ اینٹینا گین ، پولرائزیشن ، اور بینڈوتھ کے تین بنیادی اشارے ایک پل کے سنگ بنیاد کے مطابق ہیں ، جو اینٹینا کی فعالیت کو واضح کرتے ہیں۔ ان تینوں اشارے کی گہری تفہیم وائرلیس مواصلات کے نظام کو بہتر بنانے اور سگنل ٹرانسمیشن اور استقبال کے معیار کو بڑھانے کے لئے اہم ہے۔ ذیل میں ، ہم ان میں سے ہر ایک اہم اشارے کو ترتیب سے تلاش کرتے ہیں۔
I. اینٹینا گین: سگنل حراستی کے لئے 'فوکسنگ میکانزم '
(1) فائدہ کی تعریف اور مفہوم
اینٹینا گین ایک کلیدی میٹرک ہے جو مقداری طور پر اس حد تک نمایاں کرنے کے لئے استعمال کیا جاتا ہے جس کی حد تک اینٹینا ان پٹ پاور کو مرکوز کرتا ہے اور اس کو پھیلاتا ہے۔ مواصلات کے نقطہ نظر سے ، یہ ایک مخصوص سمت میں سگنل تیار کرنے میں اینٹینا کی افادیت کی عکاسی کرتا ہے۔ ایک مثالی منظر نامے میں ، یکساں بجلی کی تقسیم کے ساتھ ایک آئسوٹروپک ریڈی ایٹر خلا میں پوری طرح سے توانائی کو پھیلاتا ہے۔ اس طرح کے ریڈی ایٹر کے ل the ، فائدہ 1 کے طور پر بیان کیا جاتا ہے ، جب ڈیسیبل میں اظہار کیا جاتا ہے تو 0DB کے برابر ہوتا ہے۔ تاہم ، عملی اینٹینا ، محتاط طور پر انجنیئر ڈھانچے کے ذریعہ ، اس یکساں تابکاری کے طرز سے انحراف کرتے ہیں ، مخصوص سمتوں میں تابکاری کے لئے حکمت عملی کے ساتھ توانائی کو مرکوز کرتے ہیں ، اور اس طرح ایک مثالی نقطہ ذریعہ اینٹینا سے فائدہ حاصل کرتے ہیں۔
ریاضی کے مطابق ، اینٹینا کا فائدہ فیلڈ کی شدت کے مربع کا تناسب ہے جو اصل اینٹینا کے ذریعہ پیدا ہوتا ہے جو اسی مقامی نقطہ پر ایک مثالی ریڈیٹنگ عنصر کے ذریعہ تیار ہوتا ہے ، جس میں مساوی ان پٹ پاور ، یعنی بجلی کا تناسب ہے۔ مثال کے طور پر ، مقامی نقطہ پر کسی خاص شدت کا اشارہ پیدا کرنے کے لئے ، تابکاری کے ایک مثالی ذریعہ کو 126W کی ان پٹ پاور کی ضرورت ہوسکتی ہے۔ جب 18 ڈی بی ڈی کے حصول کے ساتھ اینٹینا کا استعمال کرتے ہو تو ، حساب کتاب سے پتہ چلتا ہے کہ ایک ہی نتیجہ حاصل کرنے کے لئے ان پٹ پاور کا محض 2W کافی ہے۔ یہ سگنلوں پر اینٹینا کے حصول کے 'پروردن کی طرح ' کے اثر کو واضح طور پر واضح کرتا ہے۔ اہم بات یہ ہے کہ ، اس 'پروردن ' میں سگنل کی طاقت میں اصل اضافہ شامل نہیں ہے ، جیسا کہ فعال سرکٹس میں ہے ، بلکہ توانائی کی ایک زیادہ موثر دشاتمک مختص ہے۔
(2) فائدہ کے حساب کتاب کے طریقے
اصل اینٹینا کے حصول کی گنتی سیدھے سادے ریاضی کا عمل نہیں ہے۔ یہ ہدایت نامہ کے گتانک اور اینٹینا کی کارکردگی کی پیداوار ہے۔ ہدایت کا گتانک اینٹینا کی تابکاری کی شدت کے تناسب کو اپنی زیادہ سے زیادہ تابکاری کی سمت میں ایک مثالی پوائنٹ ماخذ اینٹینا کی اوسط تابکاری کی شدت میں مقدار میں مقدار میں مقدار میں طے کرتا ہے ، جو ایک خاص سمت میں توانائی پر توجہ دینے کے لئے اینٹینا کی صلاحیت کو بدیہی طور پر ظاہر کرتا ہے۔ اینٹینا کی کارکردگی ان پٹ پاور کو پھیلانے والی طاقت میں تبدیل کرنے کے دوران توانائی کے ناگزیر نقصانات کا باعث بنتی ہے ، جیسے اینٹینا مواد کی مزاحم خصوصیات سے پیدا ہونے والے تھرمل نقصانات۔
اینٹینا کی متنوع اقسام کے حساب کتاب کے مختلف طریقہ کار پر کام کرتے ہیں۔ عام پیرابولک اینٹینا کے ل gain ، گین کو فارمولا جی (ڈی بی آئی) = 10lg {4.5 × (d/λ0) ²} کا استعمال کرتے ہوئے قریب کیا جاسکتا ہے ، جہاں ڈی پیرابولک ریفلیکٹر کے قطر کی نشاندہی کرتا ہے ، λ0 مرکزی آپریٹنگ طول موج ہے ، اور 4.5 تجرباتی اعداد و شمار وسیع عملی مشاہدات سے ماخوذ ہیں۔ عمودی اومنی ڈائریکشنل اینٹینا کے حصول کا تخمینہ جی (ڈی بی آئی) = 10lg {2l/λ0} کے ذریعے کیا جاسکتا ہے ، جس میں اینٹینا کی لمبائی کی نمائندگی ہوتی ہے۔ مزید برآں ، دو پرنسپل طیاروں (ای طیارے اور ایچ طیارے) میں نصف طاقت (3DB) بیم وڈتھ کی بنیاد پر حاصل کیا جاسکتا ہے جس کا استعمال فارمولا جی (ڈی بی آئی) = 10lg {32000/(2θ3db ، e × 2θdb ، h) میں ہے ، جہاں 2θ3db ، E اور 2θ3db میں ہے۔ 32000 بھی تجرباتی اعداد و شمار ہے۔
(3) فائدہ کی عملی ایپلی کیشنز
طویل فاصلے تک مواصلات کے منظرناموں میں ، اعلی حاصل شدہ اینٹینا ، صحت سے متعلق آلات کے مترادف ، ایک اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ سیٹلائٹ مواصلات کریں: سیٹلائٹ اور گراؤنڈ اسٹیشنوں کے مابین کافی فاصلہ ٹرانسمیشن کے دوران سگنل کی اہمیت کا باعث بنتا ہے۔ یہاں ، اعلی حاصل کرنے والے اینٹینا سگنل توانائی کو شدت سے مرکوز کرسکتے ہیں ، جس سے اسے وسیع تر مقامی فاصلوں کو عبور کرنے اور ہدف وصول کرنے والے کو درست طریقے سے پہنچنے کے قابل بناتا ہے۔ مائکروویو ریلے مواصلات میں ، اعلی حاصل کرنے والے اینٹینا اس بات کو یقینی بناتے ہیں کہ سگنل طویل ٹرانسمیشن کے راستے پر کافی طاقت برقرار رکھتے ہیں ، جس سے مستحکم اور قابل اعتماد مواصلات کے روابط کی سہولت ہوتی ہے۔
اس کے برعکس ، انڈور وائرلیس کوریج جیسے مختصر فاصلے سے مواصلات کے ماحول میں ، صورتحال مختلف ہے۔ پیچیدہ انڈور سیٹنگ مختلف مقامات پر صارفین کو پورا کرنے کے لئے متعدد سمتوں میں یکساں سگنل کی تقسیم کا مطالبہ کرتی ہے۔ لہذا ، کم gen ، omnidirectional اینٹینا بنیادی طور پر استعمال ہوتے ہیں۔ یہ اینٹینا سگنل اسپریڈرز کی طرح کام کرتے ہیں۔ اگرچہ کسی بھی سمت میں سگنل کی طاقت نسبتا mod معمولی ہے ، لیکن وہ انڈور صارفین کے لئے نسبتا یکساں سگنل کی کوریج فراہم کرتے ہوئے ، ایک متعین حد کے اندر سگنل کو آسانی سے پھیل سکتے ہیں۔
ii. اینٹینا پولرائزیشن: برقی مقناطیسی لہروں کا 'مقامی واقفیت '
(1) پولرائزیشن کی تعریف اور جوہر
پولرائزیشن ایک جسمانی مقدار ہے جو برقی مقناطیسی لہروں کے الیکٹرک فیلڈ ویکٹر کے مقامی رجحان کو واضح طور پر بیان کرتی ہے ، جس سے اینٹینا کے ذریعہ پھیلی ہوئی لہروں کی برقی فیلڈ سمت کے عارضی تغیرات کے قانون کو گہرا طور پر ظاہر کیا جاتا ہے۔ ایک خوردبین نقطہ نظر سے ، پولرائزیشن خلا میں برقی فیلڈ ویکٹر کی گھماؤ موڈ اور اورینٹیشنل خصوصیات کی عکاسی کرتی ہے ، جو ایک ایسی پراپرٹی ہے جو اینٹینا کے سگنل ٹرانسمیشن اور استقبال کی صلاحیتوں پر گہرا اثر ڈالتی ہے۔
(2) پولرائزیشن کی اقسام کا تجزیہ
اینٹینا پولرائزیشن میں تین بنیادی اقسام شامل ہیں: لکیری پولرائزیشن ، سرکلر پولرائزیشن ، اور بیضوی پولرائزیشن۔ لکیری پولرائزیشن کو مزید افقی اور عمودی پولرائزیشن میں تقسیم کیا گیا ہے۔ عمودی طور پر پولرائزڈ لہر زمین پر اس کی برقی فیلڈ سمت کھڑی ہوتی ہے ، جبکہ افقی طور پر پولرائزڈ لہر زمین کے متوازی بجلی کی فیلڈ سمت ہوتی ہے۔ اضافی طور پر ، زمین پر 45 ° پر پولرائزیشن ، جیسے +45 ° یا -45 ° ، لکیری پولرائزیشن کے زمرے میں آتے ہیں۔ سرکلر پولرائزیشن کو الیکٹرک فیلڈ ویکٹر کی گھماؤ سمت کی بنیاد پر بائیں ہاتھ کے سرکلر پولرائزیشن اور دائیں ہاتھ کے سرکلر پولرائزیشن میں درجہ بندی کیا جاتا ہے ، جس کی مقامی رفتار سرکلر ہے۔ بیضوی پولرائزیشن ایک عام شکل ہے ، جس میں لکیری اور سرکلر پولرائزیشن کی خصوصیات کو یکجا کیا جاتا ہے ، جس میں الیکٹرک فیلڈ ویکٹر خلا میں بیضوی راستہ کا سراغ لگاتا ہے۔ دونوں سرکلر اور لکیری پولرائزیشن کو مخصوص شرائط کے تحت بیضوی پولرائزیشن کے خصوصی معاملات کے طور پر سمجھا جاسکتا ہے۔
(3) مختلف شعبوں میں پولرائزیشن کی درخواست کی مثالیں
ریڈیو اور ٹیلی ویژن کی نشریات میں ، مستحکم وسیع ایریا سگنل کوریج کو یقینی بنانے کے لئے عمودی پولرائزیشن کو اکثر اپنایا جاتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ عمودی طور پر پولرائزڈ لہریں زمینی عکاسی اور تبلیغ کے دوران کثیر الجہتی اثرات کے ل relatively نسبتا less کم حساس ہوتی ہیں ، جس سے مستحکم سگنل ٹرانسمیشن کو قابل بنایا جاسکتا ہے۔
موبائل مواصلات بیس اسٹیشن اینٹینا بنیادی طور پر افقی پولرائزیشن یا ± 45 ° کراس پولرائزیشن کا استعمال کرتے ہیں۔ افقی پولرائزیشن شریک چینل مداخلت کو کم کرنے میں فوائد پیش کرتی ہے ، جبکہ ± 45 ° کراس پولرائزیشن پیچیدہ اور متحرک موبائل مواصلات کے ماحول کے مطابق بہتر موافقت پذیر ہوتی ہے ، جس سے متنوع سمتوں سے سگنل حاصل کرنے کی صلاحیت میں اضافہ ہوتا ہے اور مواصلات کے نظام کی وشوسنییتا اور صلاحیت کو بہتر بنایا جاتا ہے۔
سیٹلائٹ مواصلات میں ، سرکلر پولرائزڈ اینٹینا کو ترجیح دی جاتی ہے۔ خلا میں مصنوعی سیاروں کی مستقل رویہ کی مختلف حالتوں اور سگنل کی تشہیر کے دوران مختلف پیچیدہ عوامل سے مداخلت کی وجہ سے ، سرکلر پولرائزڈ اینٹینا پولرائزیشن مماثلت کی وجہ سے ہونے والے سگنل کے نقصان کو مؤثر طریقے سے کم کرسکتے ہیں ، جس سے سیٹلائٹ اور زمینی اسٹیشنوں کے مابین غیر متزلزل مواصلات کو یقینی بنایا جاسکتا ہے۔
آریفآئڈی سسٹم میں ، سرکلر پولرائزڈ اینٹینا بھی بہت ضروری ہیں۔ وہ مختلف رجحانات میں ٹیگز کی موثر شناخت کو قابل بناتے ہیں ، جس سے نظام کی پہچان کی کارکردگی اور درستگی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے ، اور لاجسٹک مینجمنٹ اور ایکسیس کنٹرول سسٹم جیسے متعدد اطلاق کے منظرناموں کے لئے مضبوط مدد فراہم کرتے ہیں۔
iii. اینٹینا بینڈوتھ: موثر آپریشن کے لئے 'فریکوینسی رینج '
(1) بینڈوتھ کی تعریف
اینٹینا بینڈوتھ سے مراد تعدد کی حد ہے جس کے اندر اینٹینا موثر انداز میں چل سکتا ہے۔ اس حد کے اندر ، اینٹینا پیش وضاحتی کارکردگی کے معیار پر پورا اترتا ہے ، جس میں گین ، اسٹینڈنگ لہر تناسب ، اور پولرائزیشن کی خصوصیات شامل ہیں۔ یہ فریکوئینسی بینڈ کے طور پر کام کرتا ہے جہاں مختلف تعدد کے اشارے منتقل اور موصول ہوسکتے ہیں ، اینٹینا ان عملوں کے لئے سازگار ماحول کو یقینی بناتے ہیں۔
(2) بینڈوتھ کی اقسام کا امتیاز
اینٹینا بینڈوتھ کی عام تعریفوں میں مطلق بینڈوتھ اور رشتہ دار بینڈوتھ شامل ہیں۔ مطلق بینڈوتھ اینٹینا کی آپریٹنگ فریکوینسی رینج کی اوپری اور نچلی حدود کے درمیان فرق ہے ، جس میں ہرٹز (ہرٹز) ، کلوہرٹز (KHz) ، یا میگاہیرٹز (میگاہرٹز) جیسے یونٹ ہیں۔ مثال کے طور پر ، 1GHz سے 2GHz تک چلنے والا ایک اینٹینا 1GHz کی مطلق بینڈوتھ ہے۔ رشتہ دار بینڈوتھ مطلق بینڈوتھ کا تناسب مرکز کی فریکوئنسی سے ہے ، جو عام طور پر ایک فیصد کے طور پر ظاہر ہوتا ہے۔ مرکز کی فریکوئنسی کا حساب ریاضی کے مطلب ، fcenter = (FMAX + FMIN)/2 ، یا ہندسی مطلب کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاسکتا ہے ، جو لوگرتھمک اسکیل ، fcenter = SQRT (fmax resed (fmax resed) پر زیادہ عام ہے۔ رشتہ دار بینڈوتھ کو BWREL = 2*(FMAX - FMIN)/(FMAX + FMIN) × 100 ٪ کے طور پر بھی مرتب کیا جاسکتا ہے۔ عام طور پر ، تنگ بینڈ اینٹینا میں 5 ٪ سے بھی کم کی رشتہ دار بینڈوتھ ہوتی ہے ، وائیڈ بینڈ اینٹینا 5 ٪ سے 25 ٪ تک ہوتی ہے ، اور الٹرا وسیع بینڈ اینٹینا 25 ٪ سے تجاوز کرتے ہیں۔
(3) مختلف منظرناموں میں بینڈوتھ کی درخواست کی ضروریات
تنگ بینڈ اینٹینا ، ان کی مضبوط تعدد انتخاب کی وجہ سے ، مواصلاتی نظام میں ملازمت کرتے ہیں جس میں اعلی تعدد صحت سے متعلق ضرورت ہوتی ہے۔ مثال کے طور پر ، ریڈیو اور ٹیلی ویژن ٹرانسمیشن میں ، جہاں آپریٹنگ فریکوئینسی نسبتا fixed طے شدہ ہیں ، تنگ بینڈ اینٹینا مخصوص تعدد پر مستحکم سگنل ٹرانسمیشن فراہم کرتے ہیں ، جو دوسرے تعدد سگنلز سے مداخلت سے گریز کرتے ہیں۔ خصوصی وائرلیس مواصلاتی نظام ، جیسے تعدد استحکام اور مداخلت سے استثنیٰ کے لئے سخت تقاضوں کے حامل کچھ صنعتی کنٹرول ڈومینز میں ، تنگ بینڈ اینٹینا سے بھی فائدہ اٹھاتے ہیں۔
وائڈ بینڈ اینٹینا پیچیدہ مواصلات کے منظرناموں کے لئے موزوں ہیں جن میں متعدد فریکوینسی بینڈ کی کوریج کی ضرورت ہوتی ہے۔ موبائل مواصلات بیس اسٹیشنوں میں ، ارتقاء پذیر مواصلاتی ٹکنالوجی کو متنوع صارف اور خدمات کے تقاضوں کو پورا کرنے کے لئے ملٹی بینڈ سگنل ٹرانسمیشن کے لئے مدد کی ضرورت ہے۔ وائیڈ بینڈ اینٹینا وسیع تعدد کی حد میں اطمینان بخش کارکردگی کو برقرار رکھتے ہیں ، جس سے بیس اسٹیشنوں اور مختلف ٹرمینل آلات کے مابین موثر مواصلات کو یقینی بنایا جاتا ہے۔ اسی طرح ، وائرلیس لوکل ایریا نیٹ ورک (ڈبلیو ایل اے این) مختلف معیارات اور تعدد بینڈ کے وائرلیس آلات کو ایڈجسٹ کرنے کے لئے وسیع بینڈ اینٹینا پر انحصار کرتے ہیں ، جس سے صارفین کو آسان اور تیز رفتار نیٹ ورک رابطے کی پیش کش ہوتی ہے۔
الٹرا وائیڈ بینڈ اینٹینا ریڈار کا پتہ لگانے میں ایک انوکھا کردار ادا کرتا ہے۔ ان کی انتہائی وسیع بینڈوتھ اعلی ریزولوشن ہدف کا پتہ لگانے کی صلاحیتوں کو مہیا کرتی ہے ، جس سے ہدف کی پوزیشن ، شکل اور تحریک کی حیثیت کی درست شناخت کو قابل بنایا جاسکتا ہے۔ مختصر فاصلے پر تیز رفتار مواصلات میں ، جیسے انڈور تیز رفتار ڈیٹا ٹرانسمیشن ، الٹرا وسیع بینڈ اینٹینا اپنے بڑے بینڈوتھ کا فائدہ اٹھاتے ہیں تاکہ ہر سیکنڈ میں کئی گیگابیٹس کے اعداد و شمار کی شرح حاصل کی جاسکے ، تیز رفتار ، بڑی صلاحیت والے ڈیٹا ٹرانسمیشن کی طلب کو پورا کیا۔
iv. تینوں اشارے پر باہمی تعلقات اور جامع غور
اینٹینا گین ، پولرائزیشن ، اور بینڈوتھ کے تین اہم اشارے الگ تھلگ نہیں ہیں۔ وہ باہم وابستہ اور باہمی اثر و رسوخ ہیں۔ اینٹینا ڈیزائن میں اکثر ان اشارے میں محتاط تجارت اور اصلاح کی ضرورت ہوتی ہے۔
اینٹینا کے بڑھتے ہوئے حصول میں عام طور پر تابکاری بیم کی چوٹ کو تنگ کرنا شامل ہوتا ہے۔ اگرچہ اس سے ایک خاص سمت میں سگنل کی طاقت میں اضافہ ہوتا ہے ، لیکن اس کے ساتھ ساتھ بینڈوتھ کو بھی کم کیا جاتا ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ بیم وڈتھ کو تنگ کرنے سے اینٹینا کے ردعمل کو مختلف تعدد کے اشاروں پر بدل جاتا ہے ، جو موثر آپریٹنگ فریکوینسی رینج کو سکڑتا ہے۔
پولرائزیشن کی خصوصیات اینٹینا بینڈوتھ کو بھی متاثر کرتی ہیں اور کارکردگی حاصل کرتی ہیں۔ مختلف پولرائزیشن طریقوں کے ساتھ اینٹینا سگنل تابکاری اور استقبال کے دوران الیکٹرک فیلڈ ویکٹر کی الگ الگ تقسیم اور تغیرات کے نمونوں کی نمائش کرتے ہیں ، جس کی وجہ سے مختلف تعدد کے اشارے کے ساتھ ان کے جوڑے کی صلاحیتوں میں اختلافات پیدا ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر ، ایک سرکلر پولرائزڈ اینٹینا کچھ تعدد حدود میں بہترین فائدہ کی کارکردگی کا مظاہرہ کرسکتا ہے لیکن پولرائزیشن مماثلت جیسے عوامل کی وجہ سے دوسروں میں تجربہ حاصل ہوتا ہے ، اس طرح بینڈوتھ کی کارکردگی کو متاثر کرتا ہے۔
عملی ایپلی کیشنز میں ، مناسب اینٹینا کا انتخاب یا ڈیزائن کرتے وقت ان تینوں اشارے پر ایک جامع غور مخصوص مواصلات کی ضروریات اور منظرناموں کی بنیاد پر ضروری ہے۔ مثال کے طور پر ، سگنل کوریج کی حد ، سمت ، اور سخت تعدد بینڈ کی رکاوٹوں پر اعلی تقاضوں کے ساتھ ایک پہاڑی مواصلات کے منصوبے میں ، پہاڑی خطے کے لئے موزوں پولرائزیشن موڈ کے ساتھ ایک اعلی گنجائش ، تنگ بینڈ اینٹینا کی ضرورت پڑسکتی ہے تاکہ سگنل کو یقینی بنائیں اور ہدف کے علاقے کو درست طریقے سے ڈھانپیں۔ ایک بڑے شاپنگ مال کے انڈور مواصلات کے ماحول میں ، جس میں متعدد وائرلیس آلات کی حمایت کرنے کی ضرورت ہے اور اس میں سگنل بینڈوتھ اور کوریج یکسانیت کی اعلی ضروریات ہیں ، ایک وسیع بینڈ ، کم گین اینٹینا جس میں پولرائزیشن موڈ پیچیدہ انڈور ریفلیکشن کے مطابق ہوتا ہے وہ زیادہ مناسب ہوتا ہے ، جو صارفین اور عملے کے لئے مستحکم اور تیز رفتار وائرلیس نیٹ ورک کی خدمات فراہم کرتا ہے۔
خلاصہ یہ کہ ، اینٹینا گین ، پولرائزیشن ، اور بینڈوتھ کے تین اہم اشارے کے ساتھ ساتھ ، ان کے باہمی تعلقات کے ساتھ ، موثر اور قابل اعتماد وائرلیس مواصلات کے حصول کی بنیاد تشکیل دیتے ہیں۔ عملی ایپلی کیشنز میں مخصوص ضروریات پر مبنی ان اشارے کی عقلی اصلاح اور ترتیب کے ذریعے ہی اینٹینا زیادہ سے زیادہ کارکردگی فراہم کرسکتے ہیں ، جو وائرلیس مواصلات کی ترقی کے لئے ایک ٹھوس بنیاد فراہم کرتے ہیں۔
