ट्रांसमिटिंग एंटीना और रिसीविंग एंटीना में क्या अंतर है

एक ट्रांसमिटिंग एंटीना विद्युत संकेतों को विद्युत चुम्बकीय तरंगों में परिवर्तित करता है, जो आमतौर पर 10W से 50kW तक के पावर स्तर को संभालता है। एक रिसीविंग एंटीना इन तरंगों को पकड़ता है और उन्हें वापस विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है, जो आमतौर पर कम पावर पर काम करता है, जैसे -50 dBm से -20 dBm।

उपयोग

ट्रांसमिटिंग एंटेना का उपयोग रेडियो स्टेशनों, टीवी सिग्नल टावरों और मोबाइल संचार बेस स्टेशनों में किया जाता है। FM रेडियो स्टेशनों के ट्रांसमिटिंग एंटेना 88 से 108 MHz बैंड में काम करते हैं, और ट्रांसमिटिंग पावर 5,000 वाट या उससे अधिक तक पहुंच सकती है। यह पावर लगभग 80 किलोमीटर के दायरे को कवर कर सकती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि इस सीमा के भीतर उपयोगकर्ता स्पष्ट रूप से सिग्नल प्राप्त कर सकें। मोबाइल संचार बेस स्टेशन की ट्रांसमिटिंग एंटीना पावर क्षेत्र को कवर करने की आवश्यकता के अनुसार 20 वाट और 100 वाट के बीच होती है, और उपनगरीय या ग्रामीण क्षेत्रों में बेस स्टेशन की पावर अधिक होती है, और शहर में पावर कम होती है क्योंकि वहां बेस स्टेशन घने होते हैं।

घर के टीवी का रिसीविंग एंटीना कुछ किलोमीटर से लेकर दसियों किलोमीटर दूर टीवी टावरों से सिग्नल प्राप्त कर सकता है। डिजिटल टेलीविजन के मामले में, उपयोगकर्ता 25 और 35 dBi के बीच संवेदनशीलता वाले रिसीविंग एंटीना का उपयोग करता है, और ऐसा एंटीना 1μV से 50μV की सिग्नल स्ट्रेंथ रेंज में विद्युत चुम्बकीय तरंगें प्राप्त कर सकता है। घरेलू रिसीविंग एंटीना की कीमत आम तौर पर 200 युआन से 600 युआन तक होती है।

पावर हैंडलिंग क्षमता

मध्यम तरंग प्रसारण (medium wave broadcasting) के लिए उपयोग किए जाने वाले ट्रांसमिट एंटेना की पावर 50 किलोवाट तक होती है, और घरेलू उपयोग के लिए उपयोग किए जाने वाले छोटे ट्रांसमिट एंटेना की पावर केवल कुछ दस वाट होती है, जैसे कि वाई-फाई राउटर द्वारा उपयोग किए जाने वाले ट्रांसमिट एंटेना 0.1 वाट और 1 वाट के बीच होते हैं। राउटर का एंटीना डिज़ाइन अलग-अलग फ्रीक्वेंसी बैंड के लिए भी अनुकूलित किया गया है, जैसे कि 2.4 GHz बैंड, जो कवरेज की एक बड़ी रेंज के लिए उपयुक्त है, और 5 GHz बैंड, जिसमें उच्च डेटा ट्रांसफर दर होती है।

सैटेलाइट टीवी रिसीविंग एंटीना के सिग्नल पावर को -50 dBm और -20 dBm के बीच संसाधित किया जा सकता है, और 1.8 मीटर व्यास वाले सैटेलाइट एंटीना की संवेदनशीलता 45 dBi से अधिक तक पहुंच सकती है।

आमतौर पर उपयोग की जाने वाली ट्रांसमिटिंग एंटीना सामग्री में तांबा और एल्यूमीनियम मिश्र धातु शामिल हैं, तांबे के तार की चालकता 5.96 × 10^7 S/m है, जो अन्य सामान्य सामग्रियों की तुलना में बहुत अधिक है। एक रेडियो स्टेशन के लिए हाई-पावर ट्रांसमिटिंग एंटीना की लागत लाखों युआन हो सकती है, और इसका जीवनकाल 10 से 15 वर्ष होता है।

एक मानक आउटडोर रिसीविंग एंटीना आठ से 12 साल तक चल सकता है, और इसकी कीमत एंटीना के विनिर्देशों और सामग्री के आधार पर 300 युआन से 1,000 युआन तक होती है। इनडोर रिसीविंग एंटीना का जीवन आमतौर पर 5 से 8 वर्ष होता है, और कीमत 100 और 300 युआन के बीच अपेक्षाकृत कम होती है।

रेडियो स्टेशन के ट्रांसमीटर एंटीना की स्थापना लागत लाखों या करोड़ों युआन तक हो सकती है, और इलाके की बाधाओं को दूर करने के लिए ट्रांसमिटिंग एंटीना की शक्ति मैदानी क्षेत्र की तुलना में 30% से अधिक होने की आवश्यकता हो सकती है। नियमित निरीक्षण, उपकरण अंशांकन और क्षतिग्रस्त हिस्सों के प्रतिस्थापन के लिए रखरखाव लागत प्रति वर्ष दसियों हजार डॉलर होनी चाहिए।

सैटेलाइट टीवी रिसीविंग एंटीना की स्थापना लागत स्थापना स्थान और सिग्नल प्राप्त करने की कठिनाई के आधार पर 500 युआन से 2,000 युआन तक होती है। रखरखाव की लागत सस्ती है, और घरेलू उपयोगकर्ताओं को आम तौर पर हर कुछ वर्षों में एंटीना की दिशा को समायोजित करने की आवश्यकता होती है, जिसकी लागत लगभग $100 से $200 होती है।

डिजाइन विचार

एक विशिष्ट AM ब्रॉडकास्ट ट्रांसमिटिंग एंटीना वर्टिकल पोलराइज्ड सर्वदिशात्मक एंटीना (vertically polarized omnidirectional antenna) का उपयोग करता है, और 10 kW से अधिक पावर वाले AM रेडियो स्टेशनों के लिए एंटीना की ऊंचाई 100 और 200 मीटर के बीच होती है। कुशल प्रसारण सुनिश्चित करने के लिए एंटीना की ऊंचाई सिग्नल की तरंग दैर्ध्य (wavelength) का एक चौथाई होना आवश्यक है। 1000 kHz बैंड में काम करते समय एंटीना की ऊंचाई लगभग 75 मीटर होती है।

अल्ट्रा-हाई फ्रीक्वेंसी (UHF) टीवी सिग्नल ट्रांसमिटिंग एंटेना आमतौर पर एरे एंटेना (array antennas) के साथ डिजाइन किए जाते हैं, जो सिग्नल स्ट्रेंथ बढ़ाने और अन्य दिशाओं में ऊर्जा हानि को कम करने के लिए एक विशिष्ट दिशा में ट्रांसमिटिंग पावर को केंद्रित कर सकते हैं। UHF टीवी एंटेना 5 kW और 20 kW के बीच पावर ट्रांसमिट करते हैं, और एंटीना एरे का आकार विशिष्ट कवरेज आवश्यकताओं के अनुसार भिन्न होता है, और कुछ बड़े शहरी टीवी टावरों की एंटीना एरे की लंबाई 50 मीटर से अधिक हो सकती है।

हाई-फ्रीक्वेंसी सिग्नल (जैसे FM रेडियो और टेलीविजन सिग्नल) के लिए अपेक्षाकृत छोटे एंटेना की आवश्यकता होती है जैसे 88 से 108 MHz की फ्रीक्वेंसी रेंज वाला FM रेडियो और लगभग 3 से 4 मीटर की तरंग दैर्ध्य, इसलिए एंटीना की विशिष्ट लंबाई एक चौथाई या आधी तरंग दैर्ध्य होती है, यानी 0.75 मीटर और 2 मीटर के बीच। कम फ्रीक्वेंसी वाले सिग्नल ट्रांसमिशन एंटीना का आकार जैसे लॉन्ग-वेव ब्रॉडकास्ट एंटेना 30 से 300 kHz की फ्रीक्वेंसी रेंज में काम करते हैं, जिनकी तरंग दैर्ध्य 1 किमी और 10 किमी के बीच होती है।

घरेलू टीवी रिसीविंग एंटीना का उदाहरण लेते हुए, UHF बैंड (470 से 862 MHz) में टीवी सिग्नल 30 से 60 सेमी की एंटीना तरंग दैर्ध्य का उपयोग करता है, इसलिए रिसीविंग एंटीना का आकार 10 सेमी और 30 सेमी के बीच होता है। सैटेलाइट टीवी रिसीविंग एंटीना 10 GHz से ऊपर के फ्रीक्वेंसी बैंड में काम करता है, और रिसीवर डिश का व्यास सैटेलाइट सिग्नल की शक्ति और प्राप्त बिंदु की भौगोलिक स्थिति के आधार पर 60 सेमी से 1.8 मीटर तक होता है।

ट्रांसमिटिंग एंटीना मुख्य सामग्री के रूप में तांबे या एल्यूमीनियम का उपयोग करता है, और तांबे की विद्युत चालकता लगभग 5.96 × 10^7 S/m होती है, जो सामान्य धातुओं में सबसे अधिक है। हालांकि एल्यूमीनियम की चालकता केवल 2.38 × 10^7 S/m है, फिर भी यह अपने हल्के वजन और संक्षारण प्रतिरोध के कारण हाई-फ्रीक्वेंसी ट्रांसमिटिंग एंटेना के लिए एक सामान्य सामग्री है। हाई-पावर 50 kW शॉर्ट-वेव ट्रांसमिटिंग स्टेशनों के लिए, एंटीना सामग्री का हीट डिसिपेशन प्रदर्शन बहुत महत्वपूर्ण है और इसे एयर कूलिंग या लिक्विड कूलिंग सिस्टम द्वारा नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।

टावरों और एंटेना को 200 किलोमीटर प्रति घंटे से अधिक की हवाओं का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। उद्योग मानकों के अनुसार, एक कुशल ट्रांसमिटिंग एंटीना को 20 से 30 वर्षों तक स्थिर प्रदर्शन बनाए रखने में सक्षम होना चाहिए, और रखरखाव लागत उपकरण की लागत का 10% से 15% है, सामान्य एंटेना में एंटी-रेडियो हस्तक्षेप और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक शील्डिंग कार्य होते हैं, और कीमत 100 युआन से 300 युआन तक होती है।

एंटीना गेन

एंटीना गेन विकिरण को निर्देशित करने या विद्युत चुम्बकीय तरंगों को प्राप्त करने की एंटीना की क्षमता का एक महत्वपूर्ण माप है, और इसे dBi (एक आइसोट्रोपिक एंटीना के सापेक्ष गेन) या dBd (एक डिपोल एंटीना के सापेक्ष गेन) में व्यक्त किया जाता है। एक विशिष्ट ओमनी-ट्रांसमिटिंग एंटीना का गेन 3 dBi होता है, जिसका अर्थ है कि यह सिग्नल को क्षैतिज रूप से केंद्रित कर सकता है और आइसोट्रोपिक एंटीना की तुलना में सिग्नल की ताकत बढ़ा सकता है। हाई-गेन दिशात्मक एंटेना (directional antennas) ऊर्जा को एक विशिष्ट दिशा में केंद्रित कर सकते हैं, जिसमें 10 dBi से 20 dBi तक का गेन संभव है। वाई-फाई के लिए कुछ हाई-गेन ट्रांसमिटिंग एंटेना का गेन 12 dBi तक होता है और वे सैकड़ों मीटर की दूरी तय कर सकते हैं।

प्रसारण के क्षेत्र में, एक विशिष्ट FM ब्रॉडकास्ट ट्रांसमिट एंटीना में आमतौर पर 10 dBi का गेन होता है, जो ट्रांसमिट पावर के आधार पर 50 किमी से 100 किमी के दायरे में सिग्नल कवरेज सुनिश्चित करता है। 5,000 वाट ट्रांसमिट करने वाले रेडियो स्टेशन के मामले में, 10 dBi गेन वाला एंटीना लंबी दूरी पर सिग्नल की गुणवत्ता बनाए रख सकता है। मोबाइल संचार बेस स्टेशनों में, ट्रांसमिटिंग एंटीना का गेन आमतौर पर 14 dBi और 18 dBi के बीच होता है। ऐसे हाई-गेन एंटेना शहर में सटीक कवरेज प्राप्त कर सकते हैं, जिससे संचार की स्थिरता और दक्षता में सुधार होता है। एक विशिष्ट शहरी बेस स्टेशन को उदाहरण के रूप में लेते हुए, 50 वाट की ट्रांसमिटिंग पावर वाले बेस स्टेशन का एंटीना गेन 16 dBi होता है, जो कई किलोमीटर के दायरे को कवर कर सकता है।

एक विशिष्ट सैटेलाइट रिसीविंग एंटीना का गेन 30 dBi से 45 dBi होता है, और गेन जितना अधिक होगा, प्राप्त सिग्नल उतना ही मजबूत होगा और सिग्नल की स्पष्टता उतनी ही अधिक होगी। यूरोप में, 1.2-मीटर व्यास वाले सैटेलाइट रिसीविंग एंटीना का गेन 38 dBi और 40 dBi के बीच होता है, जो यह सुनिश्चित करता है कि खराब मौसम में भी सिग्नल एटेन्युएशन (attenuation) स्वीकार्य सीमा के भीतर रहे। यदि रिसीविंग एंटीना का गेन 30 dBi से कम है, तो तूफानी मौसम में स्पष्ट टीवी सिग्नल प्राप्त नहीं हो सकता है।

घरेलू डिजिटल टीवी रिसीविंग एंटेना के लिए, गेन 15 dBi और 25 dBi के बीच होता है। बाजार में 200 युआन की कीमत वाले डिजिटल टीवी रिसीविंग एंटीना, जिसका गेन 20 dBi है, दसियों किलोमीटर दूर टीवी सिग्नल प्राप्त कर सकता है। 25 dBi गेन वाले एंटीना की कीमत लगभग 500 युआन है, जो दूरदराज के इलाकों में रहने वाले उपयोगकर्ताओं के लिए उपयुक्त है।

सर्वदिशात्मक एंटेना (Omnidirectional antennas) जो एक विस्तृत क्षेत्र को कवर करते हैं, आमतौर पर कम गेन वाले होते हैं, विशिष्ट सर्वदिशात्मक एंटीना गेन 2 dBi से 5 dBi होता है, जो उन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है जिनमें एक साथ कई दिशाओं में सिग्नल कवरेज की आवश्यकता होती है, जैसे कि घरेलू वाई-फाई राउटर। 2 dBi गेन वाला वाई-फाई एंटीना लगभग 30 मीटर के दायरे को कवर कर सकता है, जबकि 5 dBi गेन वाला एंटीना इसे 50 मीटर या उससे अधिक तक बढ़ा सकता है। कई उच्च-प्रदर्शन वाले राउटर पूरे घर और यार्ड के कवरेज को सुनिश्चित करने के लिए 5 dBi से 9 dBi गेन वाले एंटेना का उपयोग करते हैं।

दिशात्मक एंटेना एक दिशा में सिग्नल को केंद्रित करके कवरेज बढ़ाते हैं। सामान्य परवलयिक दिशात्मक एंटीना (parabolic directional antenna) को उदाहरण के रूप में लें, इसका गेन आमतौर पर 20 dBi से ऊपर होता है, और यह कई किलोमीटर या उससे अधिक की दूरी तय करने में सक्षम है। लंबी दूरी के वाई-फाई प्रसारण के लिए उपयोग किए जाने वाले कुछ दिशात्मक एंटेना का गेन 24 dBi तक हो सकता है, जिससे खाली क्षेत्रों में कई किलोमीटर तक सिग्नल ट्रांसमिशन की अनुमति मिलती है। दूरसंचार या रेडियो संचार में, हाई-गेन दिशात्मक एंटेना विशेष रूप से सामान्य हैं। सैन्य या अंतरिक्ष संचार में उपयोग किए जाने वाले कुछ एंटेना, उदाहरण के लिए, 30 dBi से 40 dBi का गेन प्राप्त कर सकते हैं, और सैकड़ों किलोमीटर तक प्रभावी ढंग से सिग्नल प्रसारित कर सकते हैं, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि चरम वातावरण में भी मजबूत सिग्नल फीडबैक प्राप्त किया जा सके।