रडार सिस्टम - रडार एंटेना

इस अध्याय में, हम एंटेना के बारे में सीखते हैं, जो रडार संचार में उपयोगी हैं। हम रडार एंटेना को निम्नलिखित में वर्गीकृत कर सकते हैंtwo types भौतिक संरचना के आधार पर।

• परवलयिक परावर्तक एंटेना
• लेन्स एंटेना

अपने बाद के खंडों में, हम दो प्रकार के एंटेना के बारे में विस्तार से चर्चा करेंगे।

परवलयिक परावर्तक एंटेना

परवलयिक परावर्तन एंटेना माइक्रोवेव एंटेना हैं। गहराई में एंटेना के काम करने के बारे में समझने के लिए परवलयिक परावर्तक का ज्ञान आवश्यक है।

संचालन का सिद्धांत

Parabola अंकों के Locus के अलावा कुछ भी नहीं है, जो इस तरह से आगे बढ़ता है कि निश्चित बिंदु (जिसे फ़ोकस कहा जाता है) से इसकी दूरी एक सीधी रेखा (जिसे डायरेक्ट्रिक्स कहा जाता है) से इसकी दूरी स्थिर है।

निम्नलिखित आंकड़ा दिखाता है geometry of parabolic reflector। अंक F और V क्रमशः फ़ोकस (फ़ीड दिया गया है) और शीर्ष हैं। F और V को मिलाने वाली रेखा समरूपता की धुरी है। $ P_1Q_1, P_2Q_2 $ और $ P_3Q_3 $ परावर्तित किरणें हैं। रेखा L उस डाइरेक्स का प्रतिनिधित्व करती है जिस पर परिलक्षित बिंदु झूठ बोलते हैं (यह कहने के लिए कि वे समतल हो रहे हैं)।

जैसा कि चित्र में दिखाया गया है, एफ और एल के बीच की दूरी तरंगों के ध्यान में रखते हुए स्थिर रहती है। परावर्तित लहर परावर्तित लहर के सामने होती है, जो परवलयिक आकृति से बाहर होती है। एपर्चर आकार (यानी, $ f / D $) के लिए फोकल लंबाई के अनुपात के रूप में जाना जाता है“f over D ratio”। यह परवलयिक परावर्तक का एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है और इसका मान भिन्न होता है0.25 to 0.50।

law of reflectionबताता है कि आपतन कोण और परावर्तन कोण समान हैं। यह कानून जब एक पैराबोला के साथ उपयोग किया जाता है, तो बीम ध्यान केंद्रित करने में मदद करता है। परबोला का आकार जब तरंगों के प्रतिबिंब के उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाता है, तो परबोला के कुछ गुणों को प्रदर्शित करता है, जो परावर्तित तरंगों का उपयोग करके, एक एंटीना के निर्माण के लिए सहायक होते हैं।

परबोला के गुण

परबोला के विभिन्न गुण निम्नलिखित हैं -

• फोकस से निकलने वाली सभी तरंगें परवलयिक अक्ष पर वापस परावर्तित होती हैं। इसलिए, एपर्चर तक पहुंचने वाली सभी तरंगें चरण में हैं।

• जैसा कि लहरें चरण में हैं, परवलयिक अक्ष के साथ विकिरण का बीम मजबूत और केंद्रित होगा।

इन बिंदुओं के बाद, परवलयिक परावर्तक संकरा बीम चौड़ाई के साथ उच्च प्रत्यक्षता का उत्पादन करने में मदद करते हैं।

एक परवलयिक परावर्तक का निर्माण और कार्य

यदि एक परवलयिक परावर्तक एंटीना का उपयोग किया जाता है transmitting a signalफ़ीड से संकेत एक द्विध्रुवीय एंटीना या सींग एंटीना से निकलता है, परबोला पर लहर को केंद्रित करने के लिए। इसका मतलब है कि, तरंगें केंद्र बिंदु से बाहर आती हैं और पैराबोलाइड परावर्तक पर प्रहार करती हैं। यह तरंग अब संकलित तरंग मोर्चे के रूप में परिलक्षित होती है, जैसा कि पहले चर्चा की गई थी, संचरित होने के लिए।

वही एंटीना का उपयोग किया जाता है receiver। जब इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वेव परबोला के आकार से टकराता है, तो तरंग फ़ीड बिंदु पर परावर्तित हो जाती है। द्विध्रुवीय एंटीना या हॉर्न एंटीना, जो अपने फीड पर रिसीवर एंटीना के रूप में कार्य करता है, इस सिग्नल को प्राप्त करता है, इसे इलेक्ट्रिक सिग्नल में परिवर्तित करता है और इसके बाद इसे रिसीवर सर्किट्री को भेजता है।

Paraboloid का लाभ एपर्चर अनुपात $ D / \ lambda $ का एक कार्य है। प्रभावी विकिरणित शक्ति(ERP) ऐन्टेना ऐन्टेना को खिलाया गया इनपुट पावर का गुणन है और इसका पावर गेन है।

आमतौर पर एक वेव गाइड हॉर्न एंटीना का उपयोग पैराबोलिड रिफ्लेक्टर एंटीना के लिए एक फीड रेडिएटर के रूप में किया जाता है। इस तकनीक के साथ, हमारे पास परवलॉइड रिफ्लेक्टर एंटीना के लिए दिए गए दो प्रकार के फ़ीड हैं।

• कैसग्रेन फीड
• ग्रेगोरियन फ़ीड

कैसग्रेन फीड

इस प्रकार में, परवलयिक परावर्तक के विपरीत, फ़ीड पैराबोलॉइड के शीर्ष पर स्थित होता है। उत्तल आकार का परावर्तक, जो हाइपरबोनॉइड के रूप में कार्य करता है, एंटीना के फ़ीड के विपरीत रखा जाता है। इसे के रूप में भी जाना जाता हैsecondary hyperboloid reflectorया उप-परावर्तक। इसे इस तरह से रखा गया है कि इसका एक foci पैरॉबोलॉइड के फोकस के साथ मेल खाता है। इस प्रकार, लहर दो बार परिलक्षित होती है।

उपरोक्त आंकड़ा कैसग्रेन फ़ीड के काम के मॉडल को दर्शाता है।

ग्रेगोरियन फ़ीड

फ़ीड का प्रकार जहाँ कुछ विन्यासों की एक जोड़ी होती है और जहाँ एंटीना के आयामों को स्थिर रखते हुए फ़ीड बीम की चौड़ाई उत्तरोत्तर बढ़ाई जाती है Gregorian feed। यहाँ, कैस्सेग्रेन के उत्तल आकार के हाइपरबोलाइड को अवतल आकार के परवलय परावर्तक से बदला जाता है, जो आकार में छोटा होता है।

ये ग्रेगोरियन फ़ीड प्रकार रिफ्लेक्टर निम्नलिखित चार तरीकों से उपयोग किए जा सकते हैं -

• ग्रेगोरियन सिस्टम foci एफ 1 में प्रतिक्षेपक दीर्घवृत्त उप-परावर्तक का उपयोग करते हैं।

• ग्रेगोरियन सिस्टम foci F2 पर परावर्तक दीर्घवृत्त उप-परावर्तक का उपयोग करते हैं।

• हाइपरबोलॉइड सब-रिफ्लेक्टर (उत्तल) का उपयोग करते हुए कैस्केग्रेन सिस्टम।

• हाइपरबोलॉइड उप-परावर्तक (अवतल लेकिन इसके पास होने वाला चारा) का उपयोग करते हुए कैसिग्रेन सिस्टम।

परावर्तक एंटेना के विभिन्न प्रकारों में, साधारण परवलयिक परावर्तक और कैस्केग्रेन फ़ीड परवलयिक परावर्तक सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले हैं।

लेन्स एंटेना

लेंस एंटेना सिग्नल के प्रसारण और रिसेप्शन दोनों के लिए घुमावदार सतह का उपयोग करते हैं। ये एंटेना ग्लास से बने होते हैं, जहां लेंस के अभिसरण और विचलन गुणों का पालन किया जाता है। frequency range लेंस एंटीना का उपयोग शुरू होता है 1 GHz लेकिन इसका उपयोग अधिक है 3 GHz and above।

लेन्स एंटीना के काम को गहराई से समझने के लिए लेंस के ज्ञान की आवश्यकता है। याद है कि एक सामान्य ग्लास लेंस पर काम करता हैprinciple of refraction।

लेंस एंटीना का निर्माण और कार्य

यदि एक प्रकाश स्रोत को एक लेंस के केंद्र बिंदु पर मौजूद माना जाता है, जो लेंस से एक फोकल दूरी पर है, तो किरणें लेंस के माध्यम से टकरा जाती हैं या parallel rays विमान की लहर के मोर्चे पर।

दो घटनाएं हैं जो तब होती हैं जब किरणें एक लेंस के विभिन्न पक्षों से गिरती हैं। उन्हें यहाँ दिया गया है -

• लेंस के केंद्र से होकर गुजरने वाली किरणें लेंस की किनारों से गुजरने वाली किरणों की तुलना में कम अपवर्तित होती हैं। सभी किरणों को समतल तरंग मोर्चे के समानांतर भेजा जाता है। लेंस की इस घटना को कहा जाता हैDivergence।

• यदि एक प्रकाश किरण को दाईं ओर से उसी लेंस के बाईं ओर भेजा जाता है, तो वही प्रक्रिया उलट जाती है। फिर किरण अपवर्तित हो जाती है और एक बिंदु पर मिलती है जिसे फोकल बिंदु कहा जाता है, लेंस से फोकल दूरी पर। इस घटना को कहा जाता हैConvergence।

निम्नलिखित चित्र हमें घटना को बेहतर ढंग से समझने में मदद करेंगे।

ray diagramस्रोत से लेंस तक फोकल बिंदु और फोकल लंबाई का प्रतिनिधित्व करता है। प्राप्त होने वाली समानांतर किरणों को कोरिमिटेड किरणें भी कहा जाता है।

उपरोक्त आकृति में, फोकल बिंदु पर स्रोत, लेंस से एक फोकल दूरी पर विमान की लहर के मोर्चे में ढह गया है। इस घटना को उलटा किया जा सकता है जिसका अर्थ है कि प्रकाश यदि बाईं ओर से भेजा जाता है, तो लेंस के दाईं ओर परिवर्तित किया जाता है।

इसकी वजह है reciprocity, लेंस को एक एंटीना के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, क्योंकि एक ही घटना ट्रांसमिशन और रिसेप्शन दोनों के लिए एक ही एंटीना का उपयोग करने में मदद करती है।

उच्च आवृत्तियों पर फ़ोकसिंग गुण प्राप्त करने के लिए, अपवर्तक सूचकांक एकता से कम होना चाहिए। जो भी अपवर्तक सूचकांक हो सकता है, लेंस का उद्देश्य तरंग को सीधा करना है। इसके आधार पर, ई-प्लेन और एच-प्लेन लेंस विकसित किए जाते हैं, जो वेवफ्रंट को देरी या गति प्रदान करते हैं।