ரேடியோ வேவ் ஆண்டெனா (Radio Wave Antenna)

 

ரேடியோ வேவ் ஆண்டெனா (Radio Wave Antenna)

AM/FM ரேடியோவில் இருந்து Bluetooth, Wi-Fi வரை அனைத்தும் ரேடியோ வேவ் தான் வெளிப்படுத்துகிறது இதை நாம் உணர ஆண்டனா தேவைப்படுகிறது.

நமது பயணத்தில் முதலில் ரேடியோ ஆண்டெனாவில் இருந்து தொடங்கவும். ஆண்டனாக்கள் பலவகை உள்ளன நமக்குத் தேவைக்கு தகுந்தார் போல் நாமே வடிவமைத்துக் கொள்ளலாம். உதாரணமாக நம்மிடம் ஒரு ரேடியோ உள்ளது என வைத்துக் கொள்வோம் நமக்கு அருகாமையில் உள்ள ரேடியோ ஸ்டேஷனிலிருந்து வரும் பாடல்களைக் கேட்க (ரேடியோ அலைகளை) ஒரு குறிப்பிட்ட ஆன்ட்டனா வைத்தாலே போதும் தொலைதூரங்களிலிருந்து அல்லது வெளிநாடுகளில் இருந்து வரும் ரேடியோ அலைகளை உள்வாங்க அதற்குத் தகுந்தார் போல் ஆன்டனாவை வடிவமைக்க வேண்டும்.

ஏரியலை (ஆன்டனா) விதிமுறைகளுக்கு ஏற்ப அமைத்தால்தான் நல்ல, சுத்தமான முறையில் நிகழ்ச்சிகளைக் கேட்கமுடியும். ரேடியோக்களில் மிக முக்கியமான பிரச்சனை என்னவென்றால் காலையிலும் இரவிலும் பாடல்கள் தெளிவாக கேட்கும் ஆனால் மத்திய நேரங்களில் இரைச்சல் மட்டும் தான் கேட்கும் அதற்கு என்ன தீர்வு காண்பது என்பதை பற்றியும் இந்த பதிவுகளில் பார்க்க இருக்கிறோம்

ரேடியோ ஏரியல்

                                  

                                 படம் 1.1

 

ஏன் ரேடியோவுக்கு ஏரியல் தேவைப்படுகிறது?

ரேடியோ நிலையத்திலிருந்து பாடல்கள் நமக்கு மின்காந்த அலைகளாக வருகின்றன. அதன் சக்தி நமது வீட்டில் ஒரு அறையில் உள்ள ரேடியோவில் 2 மைக்ரோ ஓல்ட் என வைத்துக் கொள்வோம். அந்த அறையில் உள்ள மின் ஸ்விச் ஏதாவது ஒன்றை ஆன் செய்யப்பட்டால் அந்த ஒயரை சுற்றி மின்காந்த அலைகள் வெளி கிளம்பும் அதன் சக்தி 10லிருந்து 20 மைக்ரோ ஓல்ட் இருக்கும். இதைத்தான் 'இன்டர்பிரன்ஸ்' என்கிறோம். ஆகவே ரேடியோ அலையின் சக்தியைவிட இன்டர்பிரன்ஸ் அலையின் சக்தி 5 அல்லது 10 மடங்கு அதிகமாக இருப்பதால், இந்த இன்டர்பியரிங் அலைகள் ரேடியோ அலைகளின் சக்தியை அழுத்திவிடுகின்றன. ஆகவேதான் வெகுதூரத்திலுள்ள ரேடியோ அலைகளை சுத்தமாக கேட்க முடிகிறதில்லை. இப்படி மனிதனால் ஏற்படுத்தப்படும் இண்டர்பியான்ஸ் அலைகளை "மேன்-மேடு- இன்டர்பியரன்ஸ்" (Man-Made) என்று சொல்கிறோம்.    

 

இந்த ரேடியோ அலைகளின் சக்திக்கும் இன்டர்பியரன்ஸ் அலைகளின் சக்திக்கும் உள்ள விகிதாச்சாரத்தைத் தான் "சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் ரேஷியோ" (Signal to Noise Ratio) என்கிறோம்.

ரேடியோ அலையின் சக்தி 10 மைக்ரோ ஓல்ட்டாகவும் இன்டர்பியரன்ஸ் அறையின் சக்தி 10 மைக்ரோ ஓல்ட் என்றும் கொண்டால்,

 

சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் ரேஷியோ = 10/10 = 1

 

ரேடியோ அலையின் சக்தி 10 மைக்ரோ ஓல்ட் என்றும் இன்டர்பியரன்ஸ் அலையின் சக்தி 1 மைக்ரோ ஓல்ட் என்றும் கொண்டால்,

 

சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் ரேஷியோ = 10/1 = 10

 

இப்படியாக சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் ரேடியோ எவ்வளவுக்கெவ்வளவு அதிகமாகிறதோ அவ்வளவுக்கவ்வளவு இரைச்சல் எதுவுமில்லாமல் சுத்தமான ரேடியோ நிகழ்ச்சிகளை மட்டும் கேட்க முடியும். இப்படி‘சிக்னல்-டு-நாய்ஸ்'ரேஷியோவை அதிகப்படுத்து வதற்குத்தான் நல்ல ஏரியல் தேனைப்படுகிறது என்று சொல்கிறோம்.

 

ஏரியலை எந்த இடத்தில் அமைக்கப்பட வேண்டும்.

நல்ல ஏரியலை வீட்டிற்குள்ளேயே அமைத்தால், அது ரேடியோ அலைகளின் சக்தியை அதிகப்படுத்துவதோடு மட்டுமல்லாமல், வீட்டிற்குள்ளேயே ஏற்படும் இன்டர்பியரன்ஸ் அலைகளின் சக்தியையும் சேகரித்து ரேடியோ செட்டுக்குள்ளேயே செலுத்திவிடும். ஆகவேதான் ஏரியலை வீட்டின் மாடியில் மிகவும் உயரத்தில் அமைக்க வேண்டுமென்று சொல்லப்படுகிறது. ஆகாயத்தில் சூரியன் உஷ்ணத்தினால் தூசிகள் சூடுபடுத்தப்பட்டு, அதிலிருந்து எலக்ட்ரோன்கள் வெளிக்கிளம்பி சில ஸ்டார்ட்டிக் எலக்ட்ரிக் சார்ஜ்களை ஏற்படுத்தி "ஸ்டாட்டிக் இன்டர்பியரன்ஸ்" என்று ஒரு இரைச்சலை ஏற்படுத்தும்.  ஆகவே ஏரியலை மிகவும் உயரத்தில் கட்டினால், ரேடியோ அலைகளின் சக்தியோடு இந்த ‘ஸ்டாட்டிக் இன்டர்பியரன்ஸ்' இடையூறுகளும் கேட்க நேரிடும்.  ஆகவே, வீட்டிற்குள் ஏரியலை அமைத்தால் 'மேன்-மேடு இன்டர்பியரன்ஸ்' தொல்லை, வீட்டின் கூரைக்குமேல் அதிக உயரத்தில் கட்டினால் ஸ்டாட்டிக் இன்டர்பியரன்ஸ் தொல்லை அப்படியானால் ஒரு ஏரியலை எங்கே, எப்படி அமைப்பது  என்பதைப் பற்றி பார்ப்போம்.

 

ஏரியலின் உயரம்

தற்காலங்களில் அமைக்கப்படும் ரேடியோக்கள் சிறந்த முறையில், சில விசேஷ அபிவிருத்திகளுடன் கூடிய சர்க்யூட்டுக்களாக அமைக்கப்பட்டிருப்பதால், பழைய காலங்களிலுள்ள ரேடியோவிற்குத் தேவையான ஏரியல் அமைப்புக்கள் இக்காலங்களில் தேவை இல்லை. சாதாரணமாக ஒரு 10 அடி நீளமுள்ள கம்பியை வீட்டினுள் நீளவசத்தில் சுவரின் மேலேயே அமைத்துவிட்டாலே போதுமானதுதான் என்று கருதிவிடக்கூடாது. 2000 அல்லது 3000 மைல்களுக்கப்பால் உள்ள ரேடியோ நிகழ்ச்சிகளை நல்ல முறையில் கேட்க, உள் ஏரியலை விட வெளி ஏரியல் அவசியம் தேவை.

இப்படி அமைக்கப்படும் வெளி ஏரியல், தரைமட்டத்தி லிருந்து 20 அடி இருந்தால் போதுமானது. வீட்டின் மாடியில் கட்டப்படும் ஏரியல் தரை மட்டத்திலிருந்து 60 அடி உயரத்திலிருந்தாலும், அதன் உண்மையான உயரம் தட்டட்டியின் தளத்திலிருந்து அமைந்திக்ருகும் உயரம்தான் உண்மையான உயரமாகும். அதாவது ஒரு ஏரியலும் அதன் அடியில் அமைந்திருக்கும் தரையும் சேர்ந்து ஒரு கண்டன்சராக அமைந்து ரேடியோ அலைகளை சார்ஜ் செய்து செட்டுக்குள் செலுத்துகின்றன. ஆகவே அந்த ஏரியலுக்குநேர் கீழே அமைந்திருக்கும் தட்டட்டியின் பாகம்தான் உண்மையான கண்டன்சர் ப்ளேட்டாக அமைந்திருக்க முடியும்.  இந்த உண்மையான உயரத்தைத்தான் “எபக்டிவ்ஹைட்" (Effective Height) என்கிறோம். நமது கண்ணுக்குப் புலப்படும் உயரத்தை "தோன்றும் உயரம்" (Apparant Height) என்கிறோம்.

 

         

படம் 1.2 ஐக் கவனியுங்கள். அதில், ' Antenna' என்ற ஏரியல் தரை மட்டத்திலிருந்து (Apparant Height) 100 அடி உயரத்திலிருந்தாலும், தட்டட்டியிலிருந்து (Effective Height)  20 அடி மட்டும்தான் அமைந்திருப்பதால் அதன் எபக்டிவ் ஹைட் 20 அடிதான். அந்த 20 அடி உயரத்திற்குரிய பலன்தான் இருக்கும்.

 

ஏரியலின் நீளம்

                   

பொதுவாக ஏரியலின் நீளம் ஒரு ரேடியோ அலையின் நீளத்தில் அரை மடங்கு (1/2) or (λ/2) நீளமுள்ள ஏரியல் 'அரை-லா' மிகவும் நல்ல ஏரியல். உதாரணமாக திருச்சி ரேடியோ அலையின் நீளம் 320 மீட்டராக இருப்பதால் அதில் பாதி அளவு ஏரியல் 160 மீட்டர் ஏறத்தாழ 500 அடி நீளம் இருக்கவேண்டும். அவ்வளவு நீளம் உள்ள ஏரியலை அமைக்க முடியாது. ஆகவே பொதுவாக 50-லிருந்து 60 அடி நீளம் இருந்தால் போதுமானது. ஏரியலின் நீளம் அதிகமாக, ஆக ரேடியோவின் சென்ஸிட்டிவிட்டி (நுட்பத் தன்மை) அதிகமாகும். என்றாலும், 'செலக்டிவிட்டி' (வேண்டிய நிலையத்தை வேண்டாத நிலையத்திலிருந்து பிரித்தெடுக்கும் தன்மை) குறைந்துவிடும். வேண்டாத வேறு சில ரேடியோ நிகழ்ச்சிகளும் கேட்க நேரிடும்.

 

ஏரியல் கம்பியின் பருமன்

                                                

பொதுவாக டி.சி. (D.C) மின்சாரமோ, லோ ப்ரிக்வன்ஸி ஏ.ஸி. (Low Frequency A.C)யோ ஒரு கம்பி மூலம் செலுத்தப்படும்பொழுது, கம்பியின் உட்பகுதியினுள் அமைந்திருக்கும் எலக்ட்ரோன்கள்தான் பாயும். ஆனால் ஹைப்ரிக்வன்ஸி ஏ.ஸி. (High Frequency A.C) பாயும்பொழுது, கம்பியின் மேல் பரப்பில் அமைந்திருக்கும் எலக்ரோன்கள்தான் பாயும். ஆகவேதான் ஹைப்ரிக்வன்ஸி ரேடியோ அலைகள் குழாய் வடிவிலுள்ள கண்டக்டர் மூலம் செலுத்தப்படுகின்றன. இந்தத் தன்மையைத்தான் 'ஸ்கின் எபக்ட்' (Skin Effect) என்கிறோம்.

 

இந்தப் பதிவில் மேன்-மேடு- இன்டர்பியரன்ஸ், சிக்னல்-டு-நாய்ஸ் ரேஷியோ, ஸ்டாட்டிக் இன்டர்பியரன்ஸ், எபக்டிவ்ஹைட் & தோன்றும் உயரம், ஸ்கின் எபக்ட் என்றால் என்ன என்பதை தெளிவாக பார்த்தோம்.

 அடுத்த பதிவில் ஏரியல்களின் வகைகளை பற்றி பார்க்க இருக்கிறோம்

வணக்கம் என் பெயர்  J.P. தக்சணாமூர்த்தி DEEE, BE.,  ரேடியோ வேவ் ஆண்டெனா வடிவமைப்பு துறையில் ஐந்து ஆண்டுகள் பணியாற்றி உள்ளேன் எனது அனுபவத்தைக் கொண்டு எளிமையான முறையில் நீங்களும் ஆண்டனாவை வடிமமைக்கலாம். ஆண்டனாவை வடிவமைக்க ரேடியோ வேவ் ஆண்டெனா என்ற தலைப்பில் நான் தொடர்ந்து பதிவிட உள்ளேன் முழுவதும் படித்து நீங்களும் ஆண்டனாவை (AM, FM, TV, Bluetooth, Wi-Fi) எளிமையாக வடிவமைக்க முடியும். ஆதரவுக்கு நன்றி