குறுகிய இருமுனை ஆன்டெனா: அமைப்பு, செயல்படும் கொள்கை மற்றும் கதிர்வீச்சு வடிவம்

குறுகிய இருமுனை ஆண்டெனா என்பது ஆண்டெனா கோட்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் அடிப்படை மாதிரிகளில் ஒன்றாகும். இது ஒரு எளிய நேரியல் கம்பி ஆண்டெனா ஆகும், இதன் மொத்த நீளம், செயல்படும் சிக்னலின் அலைநீளத்தை விட மிகவும் குறைவாக இருக்கும். இதன் அமைப்பு மிகவும் எளிமையாகத் தோன்றினாலும், மின்னோட்டப் பரவல், கதிர்வீச்சு நடத்தை, ஆண்டெனா மின்மறுப்பு மற்றும் ஆண்டெனா அளவுக்கும் அலைநீளத்திற்கும் இடையிலான உறவு ஆகியவற்றைப் புரிந்துகொள்வதற்கு, குறுகிய இருமுனை ஆண்டெனா ஒரு முக்கியமான ஆதார மாதிரியாகும்.

ஆண்டெனா பொறியியலில், ஒரு இருமுனையின் மொத்த நீளம் அதன் அலைநீளத்தின் பத்தில் ஒரு பங்கிற்கும் குறைவாக இருக்கும்போது, அது பொதுவாக "குறுகிய" இருமுனையாகக் கருதப்படுகிறது.

L < \frac{\lambda}{10}

இங்கு, (L) என்பது இருமுனை கடத்தியின் நீளத்தையும், (λ) என்பது இயக்க அதிர்வெண்ணில் உள்ள அலைநீளத்தையும் குறிக்கிறது. இந்த வரையறை ஒரு நிலையான அதிர்வெண் வரம்பை விட மின் நீளத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. வேறுவிதமாகக் கூறினால், ஒரு குறுகிய இருமுனையின் இயற்பியல் நீளம் அலைநீளத்தை விட மிகச் சிறியதாக இருக்கும் வரை, அது கோட்பாட்டளவில் வெவ்வேறு அதிர்வெண் பட்டைகளில் தோன்ற முடியும்.

ஆன்டெனா மின்சார ரீதியாகக் குறுகியதாக இருப்பதால், கடத்தி நெடுகிலும் உள்ள மின்னோட்டப் பரவல், அரை-அலை இருமுனையிலிருந்து வேறுபடுகிறது. ஒரு நடைமுறை குறுகிய இருமுனையில், மின்னோட்டமானது பொதுவாக ஊட்டப் புள்ளிக்கு அருகில் அதிகபட்சமாக இருந்து, கடத்தியின் முனைகளை நோக்கி குறைகிறது. கடத்தியின் நீளம் அலைநீளத்தை விட மிகவும் குறைவாக இருப்பதால், ஆன்டெனா அதன் பௌதீக அளவை கதிர்வீச்சுக்கு மிகவும் திறமையாகப் பயன்படுத்துவதில்லை. இதன் விளைவாக, குறுகிய இருமுனைகள் பொதுவாக குறைந்த கதிர்வீச்சு மின்தடையையும், ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த கதிர்வீச்சுத் திறனையும் கொண்டுள்ளன, குறிப்பாக கடத்தி இழப்பு மற்றும் பொருத்த இழப்பு ஆகியவற்றைக் கருத்தில் கொள்ளும்போது இது தெளிவாகிறது.

தொடர்புடைய ஒரு கோட்பாட்டு மாதிரி நுண்ணளவு இருமுனை ஆகும். நுண்ணளவு இருமுனை என்பது, அலைநீளத்தை விட நீளம் மிகவும் குறைவாக உள்ள ஒரு இலட்சியப்படுத்தப்பட்ட அலைவாங்கி ஆகும். இது பெரும்பாலும் பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது:

[\Delta l \ll \lambda]

சில எளிமைப்படுத்தப்பட்ட ஆன்டெனா மாதிரிகளில், நுண்ணிய இருமுனையானது ஏறக்குறைய சீரான மின்னோட்டப் பரவலைக் கொண்டிருப்பதாகக் கருதப்படலாம். இது தானாகவே ஒரு நடைமுறை ஆன்டெனா அமைப்பு அல்ல என்றாலும், கோட்பாட்டுப் பகுப்பாய்விற்கு இது பயனுள்ளதாக அமைகிறது. பொறியாளர்கள், மிகவும் சிக்கலான ஆன்டெனா கதிர்வீச்சுச் சிக்கல்களைப் புரிந்துகொள்வதற்கான ஒரு அடிப்படைக் கூறாக நுண்ணிய இருமுனையை அடிக்கடி பயன்படுத்துகின்றனர்.

உண்மையான ஆண்டெனா கட்டமைப்புகளில், மின்னோட்டப் பரவலை மேம்படுத்த அல்லது ஆண்டெனா அமைப்பின் பௌதீக அளவைக் குறைக்க, மின்தேக்கிச் சுமைத் தகடுகள் அல்லது மேல்-சுமைக் கூறுகள் பயன்படுத்தப்படலாம். இந்தச் சுமைக் கட்டமைப்புகள், மின்சார ரீதியாகக் குறுகிய ஆண்டெனாவை மேலும் பயன்படுத்தக்கூடியதாக மாற்ற உதவக்கூடும், ஆனால் அரை-அலை இருமுனை போன்ற ஒரு ஒத்ததிர்வு ஆண்டெனாவை விட ஒரு குறுகிய இருமுனை குறைந்த செயல்திறன் கொண்டது என்ற அடிப்படை உண்மையை அவை மாற்றுவதில்லை.

ஒரு குறுகிய இருமுனையின் கதிர்வீச்சுப் பாங்கு, அரை அலை இருமுனையின் பாங்கைப் போன்றே இருக்கும். இருமுனை செங்குத்தாக வைக்கப்பட்டால், அதன் கதிர்வீச்சுப் பாங்கு கிடைமட்டத் தளத்தில் ஏறக்குறைய அனைத்துத் திசைகளிலும் பரவும். இரு பரிமாணக் காட்சியில், இந்தப் பாங்கு பெரும்பாலும் எட்டு வடிவமாக விவரிக்கப்படுகிறது; இதில் அதிகபட்ச கதிர்வீச்சு ஆன்டெனா அச்சிற்குச் செங்குத்தாகவும், குறைந்தபட்ச கதிர்வீச்சு ஆன்டெனா அச்சின் நெடுகிலும் இருக்கும்.

குறைந்த அதிர்வெண் மற்றும் நடுத்தர அதிர்வெண் பெறும் அமைப்புகளில் குறுகிய இருமுனை ஆண்டெனாக்கள் பொதுவாக விவாதிக்கப்படுகின்றன. ஏனெனில், இந்த அமைப்புகளில் அலைநீளம் மிகவும் நீளமாக இருப்பதுடன், இயற்பியல் ரீதியாக ஒத்ததிர்வுறும் ஆண்டெனாவைக் கட்டமைப்பது மிகவும் பெரியதாக இருக்கலாம். இத்தகைய சூழல்களில், மின்மறுப்புப் பொருத்தம் மற்றும் செயல்திறன் ஆகியவை கவனமாகக் கருத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும் என்றாலும், குறுகிய இருமுனையானது ஒரு கச்சிதமான பெறும் கட்டமைப்பை வழங்குகிறது.

பொறியியல் கண்ணோட்டத்தில், குறுகிய இருமுனை என்பது ஒரு எளிய ஆன்டென்னா வடிவத்தை விட மேலானது. ஆன்டென்னாவின் நீளம் ஏன் முக்கியமானது, மின்னோட்டப் பரவல் கதிர்வீச்சை எவ்வாறு பாதிக்கிறது, மற்றும் மின்சார ரீதியாக சிறிய ஆன்டென்னாக்களுக்கு ஏன் பெரும்பாலும் பொருத்தும் வலையமைப்புகள் அல்லது சுமையேற்றும் நுட்பங்கள் தேவைப்படுகின்றன என்பதை விளக்க இது உதவுகிறது. ரேடியோ அலை (RF) மற்றும் நுண்ணலை (microwave) பொறியாளர்களுக்கு, குறுகிய இருமுனையைப் புரிந்துகொள்வது, நடைமுறை ஆன்டென்னாக்கள், மின்சார ரீதியாக சிறிய ஆன்டென்னாக்கள், அளவீட்டு ஆன்டென்னாக்கள் மற்றும் மேலும் மேம்பட்ட ஆன்டென்னா அமைப்புகளைப் பற்றிப் படிப்பதற்கு ஒரு பயனுள்ள அடித்தளத்தை வழங்குகிறது.