هیلیکل انتن څه شی دی؟
هیلیکل انتن، چې د هیلیکس انتن په نوم هم پیژندل کیږي، یو تار انتن دی چې د یو کنډکټیو تار یا ټیوب په درې اړخیزه هیلیکس کې د بندولو له لارې رامینځته کیږي. د هیلیکس یوه پای معمولا د فیډ لاین د مرکزي کنډکټر سره وصل وي، پداسې حال کې چې بهرنی کنډکټر د فلزي ځمکني الوتکې یا انعکاس کونکي سره وصل وي.
د دې ځانګړی جیومیټري انتن ته اجازه ورکوي چې د هیلکس ابعادو او عملیاتي طول موج ترمنځ اړیکې پورې اړه لري په مختلفو وړانګو حالتونو کې کار وکړي.
د دې طریقو په منځ کې،محوري حالتپه ځانګړي ډول د RF او مایکروویو انجینرۍ کې مهم دی ځکه چې دا کولی شي سمتي وړانګې، نسبتا پراخه بینډ ویت، او ګرد قطبي کول چمتو کړي. دا ځانګړتیاوې هیلیکل انټینا د سپوږمکۍ لینکونو، ټیلی میټري، تعقیب، فضایي اړیکو، راډیو ستورپوهنې، او نورو غوښتنلیکونو کې ګټور کوي چیرې چې د انټینا سمت ممکن بدلون ومومي.
د هیلیکل انتن عملیاتي فریکونسي یوازې یو ثابت بانډ پورې محدوده نه ده. پرځای یې، دا په عمده توګه د طول موج په پرتله د هغې فزیکي ابعادو لخوا ټاکل کیږي. له همدې امله هیلیکل جوړښتونه د VHF او UHF سیسټمونو او همدارنګه د لوړې فریکونسۍ RF او مایکروویو غوښتنلیکونو لپاره ډیزاین کیدی شي.
شکل ۱. د هیلیکل انتنونو بیلګه چې په سمتي مخابراتي سیسټم کې کارول کیږي.
د هیلیکل انتن بنسټیز جوړښت
یو عادي هیلیکل انتن له څلورو اصلي برخو څخه جوړ دی:
- څرخي کنډکټر
- ځمکنۍ سطحه یا انعکاس کوونکی
- د RF د تغذیې نقطه
- میخانیکي ملاتړ جوړښت
سرپوښ عموما د مسو تار، ټیوب یا بل لیږدونکي موادو څخه جوړ شوی دی. یو پای د کواکسیل لیږد لین د مرکزي کنډکټر سره وصل دی، پداسې حال کې چې د کواکسیل بهرنی کنډکټر په بریښنایی ډول د ځمکې له الوتکې سره وصل دی.
د ځمکې سطحه د وړانګو د لوري په کنټرول کې مرسته کوي او د انتن د تغذیې جوړښت د یوې برخې په توګه کار کوي. په عملي ډیزاینونو کې، د هغې ابعاد کولی شي د پام وړ خنډ، د مخ څخه تر شا فعالیت، او د وړانګو په پایله کې رامینځته شوي نمونې اغیزه وکړي.
څو هندسي پیرامیټرې د انتن بریښنایی چلند ټاکي:
- د — د هیلکس قطر
- ج — د یو وار محیط
- S — د نږدې تاوونو ترمنځ واټن
- N — د ګرځېدو شمېر
- α — د پچ زاویه
- L — د محور ټول اوږدوالی
احاطه دا ده:
[ج = \ پای ډي]
د پچ زاویه په لاندې ډول څرګندیدلی شي:
[\alpha=\tan^{-1}\left(\frac{S}{\pi D}\right)]
دا پیرامیټرې په خپلواکه توګه نشي په پام کې نیول کیدی ځکه چې د یو ابعاد بدلول د انتن خنډ، قطبي کول، بیم ویدت، ګټه، او عملیاتي فریکونسۍ بدلوي.
شکل ۲. د هیلیکس کنډکټر او ځمکنۍ الوتکې انعکاس کونکي سره د هیلیکل انتن عادي جوړښت.
د وړانګو دوه اصلي طریقې
د هیلیکل انتن یوه له خورا په زړه پورې ځانګړتیاو څخه دا ده چې ورته بنسټیز جوړښت کولی شي د هغې د بریښنایی اندازې پورې اړه لري د وړانګو مختلف نمونې تولید کړي.
دوه عام بحث شوي عملیاتي طریقې دا دي:
- نورمال حالت
- محوري حالت
د دې دوو حالتونو ترمنځ توپیر پوهیدل د هیلیکل انټینا غوره کولو یا ډیزاین کولو پر مهال اړین دي.
د نورمال حالت هیلیکل انتن
In عادي حالت، د هیلیکس ټول قطر او فاصله د طول موج په پرتله په بریښنایی ډول کوچنۍ ده.
وړانګې په عمده توګه د هیلکس محور ته نږدې عمودي لارښوونه کیږي نه د هغې په اوږدو کې. د الکترومقناطیسي چلند د هغو ساحو د ترکیب په توګه درک کیدی شي چې د لنډ بریښنایی ډایپول او کوچني لوپ لخوا تولید شوي.
د هیلکس جیومیټري، پیچ زاویه، د فیډ ترتیب، او مشاهدې لوري پورې اړه لري، پایله لرونکی قطبي کول ممکن خطي، بیضوي، یا په ځینو ډیزاینونو کې چې ګرد ته نږدې وي.
د نورمال حالت هیلیکلونه معمولا کمپیکټ وي، مګر د دوی بریښنایی کوچني ابعاد د وړانګو نسبتا ټیټ مقاومت پایله لري. دا کولی شي د وړانګو ټیټ موثریت او د محوري حالت ډیزاین په پرتله د تنګ بینډ ویت لامل شي.
له همدې امله دوی ګټور دي کله چې د انتن اندازه یو لوی خنډ وي او ډیر لوړ ګټې ته اړتیا نه وي.
شکل ۳. د نورمال حالت هیلیکل انتن د وړانګو بیلګه.
د محوري حالت هیلیکل انتن
دمحوري حالت، چې ځینې وختونه د پای اور وژنې حالت بلل کیږي، هغه ترتیب دی چې ډیری وختونه د لوړ فعالیت هیلیکل انتنونو سره تړاو لري.
په دې حالت کې، الکترومقناطیسي انرژي په عمده توګه د هیلکس محور په اوږدو کې خپریږي، چې یو سمتي بیم جوړوي.
د محوري حالت یو عادي ډیزاین د هیلکس محیط کاروي چې تقریبا د یو طول موج سره پرتله کیدی شي:
[C \تقریبا \لمبډا]
د ګرځېدو واټن اکثره شاوخوا وي:
[S \ نږدې 0.2 \ لامبډا \ متن { تر } 0.3 \ لامبډا]
د نږدې یو پر څلورمه برخه طول موج یو عام پیل ټکی دی.
د ډیری دودیزو محوري حالت ډیزاینونو لپاره، د 12°–14° شاوخوا پیچ زاویې ډیری وختونه کارول کیږي.
د مناسبو هندسي شرایطو لاندې، هغه ساحې چې د پرله پسې ګرځېدو له امله رامینځته کیږي د هیلکس محور په اوږدو کې په ساختماني ډول سره یوځای کیږي. دا د ګرد یا نږدې ګرد قطبي کولو سره یوځای یو سمتي بیم تولیدوي.
د ګرځېدو شمېر هم د انتن فعالیت اغیزمنوي. د ګرځېدو شمېر زیاتول عموما د اصلي بیم د تنګولو په وخت کې د لارښوونې او لاسته راوړنې زیاتوالی راوستلی شي، که څه هم عملي ډیزاینونه باید میخانیکي اوږدوالی، د کنډکټر ضایع، د خنډ مطابقت، او د نصبولو محدودیتونه هم په پام کې ونیسي.
شکل ۴. د محوري حالت هیلیکل انټینا وړانګو بیلګه د سمتي اصلي بیم سره.
د ښي لاس او چپ لاس سرکلر قطبي کول
د محوري حالت هیلیکل انتن یوه له مهمو ګټو څخه د دې طبیعي وړتیا ده چې د ګرد قطبي کولو لامل شي.
د باد لوري او د وړانګو لوري پورې اړه لري، یو هیلکس د دې لپاره ډیزاین کیدی شي چې یا هم تولید کړي:
- RHCP — د ښي لاس سرکلر قطبي کول
- LHCP — د چپ لاس ګرد قطبي کول
ګرد قطبي کول په ځانګړي ډول ګټور دي کله چې د لیږدونکي او ترلاسه کونکي انتنونو ترمنځ نسبي سمت ثابت پاتې نشي.
د مثال په توګه، سپوږمکۍ، فضايي بیړۍ، د هوا له لارې پلیټ فارمونه، څرخیدونکي سیسټمونه، او د ګرځنده مخابراتو تجهیزات ممکن په دوامداره توګه سمت بدل کړي. یو ګرد قطبي انتن کولی شي د دې زاویې بدلون سره د مخابراتو لینک حساسیت کم کړي.
د قطبي کولو مطابقت لاهم مهم دی. د RHCP انتن په مثالي ډول د RHCP انتن سره اړیکه نیسي، پداسې حال کې چې LHCP انتن باید په نورمال ډول د LHCP انتن سره جوړه شي. مخالف ګرد قطبي کول کولی شي د قطبي کولو د پام وړ زیان لامل شي.
د انجینرۍ ارزونې لپاره،محوري نسبتدا معمولا د ګرد قطبي کولو کیفیت تشریح کولو لپاره کارول کیږي. یو مثالی ګرد قطبي شوی څپې د 0 dB محوري تناسب لري، پداسې حال کې چې عملي ګرد قطبي شوی انتنونه ډیری وختونه د مطلوب فریکونسۍ او زاویې حد په اوږدو کې د ټاکل شوي محوري تناسب اړتیا په وړاندې ارزول کیږي.
هغه عوامل چې د هیلیکل انتن فعالیت اغیزمنوي
د هیلیکل انتن چلند د هغې جیومیټري سره نږدې تړاو لري.
د ډیزاین مهم پیرامیټرې عبارت دي له:
د هیلیکس محیط
د طول موج او طول موج ترمنځ اړیکه د دې په ټاکلو کې لوی رول لوبوي چې آیا انتن په نورمال حالت کې کار کوي یا محوري حالت کې.
د ګرځېدو فاصله
فاصله د نږدې څنډو کې د جریانونو ترمنځ د پړاو اړیکې اغیزه کوي او له همدې امله د بیم لوري، خنډ، او قطبي کولو اغیزه کوي.
د پچ زاویه
د پیچ زاویه تشریح کوي چې هیلیکس د خپل محور په اوږدو کې څومره چټک پرمختګ کوي. دا د مستحکم محوري حالت چلند ساتلو لپاره یو مهم پیرامیټر دی.
د ګرځېدو شمېر
ډیر ګرځېدل عموما د بریښنا اپرچر زیاتوي او کولی شي لوړ لارښودتیا چمتو کړي، مګر دوی د انتن اوږدوالی او میخانیکي پیچلتیا هم زیاتوي.
ځمکنۍ الوتکه
د انعکاس کوونکي اندازه او شکل د مخکینۍ وړانګې نمونې، خنډ، او شاته وړانګې اغیزه کوي.
د فیډ او امپیډنس مطابقت
حتی د سمې هیلکس ابعادو سره، د ضعیف امپیډینس مطابقت کولی شي منعکس شوي ځواک زیات کړي او د احساس شوي انټینا فعالیت کم کړي. له همدې امله عملي ډیزاینونو ته اړتیا ده چې د بیرته راستنیدو ضایع یا VSWR د وړانګو ځانګړتیاو سره یوځای ارزونه وکړي.
د وړانګو نمونه او لاسته راوړنه
په محوري حالت کې، یو هیلیکل انتن یو اصلي بیم تولیدوي چې تقریبا د هیلکس محور په اوږدو کې متمرکز وي.
لکه څنګه چې د بریښنا اوږدوالی او د ګرځېدو شمیر زیاتیږي، اصلي بیم عموما تنګیږي او د انتن لارښود زیاتیږي. د غاړې لوبونه هم څرګند کیدی شي، په ځانګړي توګه په اوږد یا غیر مطلوب جوړښتونو کې.
له همدې امله انتن باید یوازې د ګټې له مخې ونه ارزول شي. انجنیران معمولا څو ځانګړتیاوې یوځای په پام کې نیسي:
- ګټه
- ترلاسه شوې ګټه
- د بیم پلنوالی نیمه ځواک
- محوري تناسب
- د VSWR یا بیرته ستنیدو ضایع
- د مخ څخه تر شا تناسب
- د غاړې لوب کچه
- د قطبي کولو پاکوالی
- د وړانګو موثریت
د پیرامیټرو دا ترکیب د یو واحد ګټې ارزښت په پرتله د انتن فعالیت خورا بشپړ انځور چمتو کوي.
د هیلیکل انتن ګټې
هیلیکل انتنونه ډیری ګټورې انجینري ګټې وړاندې کوي:
- په نسبي ډول ساده میخانیکي جوړښت
- په محوري حالت کې د طبیعي ګرد قطبي کولو وړتیا
- ګټور عملیاتي بینډ ویت
- ښه لارښود فعالیت
- د مختلفو فریکونسي رینجونو لپاره د توزیع وړ جیومیټري
- د انعطاف وړ RHCP یا LHCP پلي کول
- د انفرادي انتنونو یا انتن صفونو لپاره مناسب
د ډیزاین محدودیتونه
همدارنګه څو عوامل شته چې باید په پام کې ونیول شي:
- د محوري حالت ډیزاینونه ممکن د پام وړ فزیکي اوږدوالي ته اړتیا ولري
- لوړ لاسته راوړنه معمولا ډیرو ګرځیدو ته اړتیا لري او له همدې امله اوږد انتن ته اړتیا لري
- فعالیت په کلکه په جیومیټریک دقت پورې اړه لري
- د ځمکې او الوتکې ابعاد د وړانګو ځانګړتیاوو باندې تاثیر کوي
- د خوړو مطابقت باید په سمه توګه ډیزاین شي
- میخانیکي ملاتړ د لوړ وار شمیرنې په وخت کې ډیر مهم کیږي
- د ګرد قطبي کولو مخالف حسونه کولی شي د قطبي کولو لوړ نا سموالي زیان رامینځته کړي.
عادي غوښتنلیکونه
هیلیکل انتنونه د RF سیسټمونو په پراخه لړۍ کې موندل کیدی شي، په شمول د:
- د سپوږمکۍ مخابرات
- د فضايي بېړیو ټیلی میټري او تعقیب
- د ځمکې سټیشن اړیکه
- د راډیو ستورپوهنه
- د هوا او فضايي اړیکو سیسټمونه
- د RF ټیلی میټری
- د VHF او UHF لارښوونې لینکونه
- له لرې واټن څخه پوهېدل
- د انتن اندازه کول او څیړنه
- د ګرد قطبي کولو تجربې
- د مخابراتي سیسټم ازموینه
ولې هیلیکل انټینا په RF انجینرۍ کې مهم دي؟
هیلیکل انتن د دې یوه غوره بیلګه ده چې څنګه د انتن جیومیټري الکترومقناطیسي چلند کنټرولوي.
د پیرامیټرو په بدلولو سره لکه محیط، فاصله، د پیچ زاویه، او د ګرځیدو شمیر، انجنیران کولی شي د یو کمپیکٹ براډ سایډ ریډیټر څخه یو سمتي ګردي قطبي انتن ته حرکت وکړي.
د فزیکي جیومیټري او بریښنایی فعالیت ترمنځ دا اړیکه هم مهمه ده کله چې د انټینا پرمختللي ټیکنالوژیو لکه ګردي قطبي سینګ انټینا، د انټینا صفونه، د سپوږمکۍ انټینا، د براډبنډ اندازه کولو انټینا، او د مایکروویو مخابراتي سیسټمونو مطالعه کیږي.
RF MISO د RF ازموینې، مخابراتو، رادار، انتن اندازه کولو، او سیسټم ادغام غوښتنلیکونو لپاره انتنونه او مایکروویو اجزا رامینځته کوي. د انتن بنسټیز جوړښتونه لکه هیلیکل انتن پوهیدل انجینرانو سره مرسته کوي چې مهم پیرامیټرونه په ښه توګه ارزونه وکړي پشمول د فریکونسۍ رینج، ګټې، قطبي کول، محوري تناسب، بیم ویدت، VSWR، او د وړانګو نمونه.
د انتنونو په اړه د نورو معلوماتو لپاره، مهرباني وکړئ لیدنه وکړئ:
د پوسټ وخت: اګست-۰۷-۲۰۲۶
