Turnstile antenna
ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેના, અથવા ક્રોસ-ડાયપોલ એન્ટેના, એક રેડિયો એન્ટેના છે જેમાં બે સમાન દ્વિધ્રુવીય એન્ટેનાનો સમૂહ હોય છે જે એકબીજા સાથે જમણા ખૂણા પર માઉન્ટ થયેલ હોય છે અને તબક્કાના ચતુર્થાંશમાં આપવામાં આવે છે; દ્વિધ્રુવ પર લાગુ કરાયેલા બે પ્રવાહો તબક્કાની બહાર 90° હોય છે. આ નામ એ કલ્પનાને પ્રતિબિંબિત કરે છે કે જ્યારે એન્ટેના આડી રીતે માઉન્ટ થાય છે ત્યારે તે ટર્નસ્ટાઇલ જેવું લાગે છે. એન્ટેનાનો ઉપયોગ બે સંભવિત સ્થિતિઓમાં થઈ શકે છે. સામાન્ય સ્થિતિમાં એન્ટેના તેના અક્ષને લંબરૂપ આડા ધ્રુવીકૃત રેડિયો તરંગો ફેલાવે છે. અક્ષીય સ્થિતિમાં એન્ટેના તેની ધરી સાથે ગોળાકાર ધ્રુવીકૃત કિરણોત્સર્ગ ફેલાવે છે. સુપરટર્નસ્ટાઇલ અથવા બેટવિંગ એન્ટેના તરીકે ઓળખાતા વિશિષ્ટ સામાન્ય મોડ ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેનાનો ઉપયોગ ટેલિવિઝન પ્રસારણ એન્ટેના તરીકે થાય છે. એક્સિયલ મોડ ટર્નસ્ટાઇલ્સનો ઉપયોગ વી. એચ. એફ. અને યુ. એચ. એફ. બેન્ડમાં સેટેલાઇટ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશન એન્ટેના માટે વ્યાપકપણે થાય છે, કારણ કે ગોળાકાર ધ્રુવીકરણનો ઉપયોગ ઘણીવાર સેટેલાઇટ સંચાર માટે થાય છે કારણ કે તે અવકાશમાં સેટેલાઇટ એન્ટેનાની દિશા પ્રત્યે સંવેદનશીલ નથી. ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેનાની શોધ 1935માં જ્યોર્જ બ્રાઉન દ્વારા કરવામાં આવી હતી અને 1936માં શિષ્યવૃત્તિમાં તેનું વર્ણન કરવામાં આવ્યું હતું. પેટન્ટનો ઇતિહાસ વર્ષોથી ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેનાની લોકપ્રિયતા દર્શાવે છે. લાક્ષણિકતાઓ એન્ટેનાનો ઉપયોગ બે અલગ અલગ સ્થિતિઓમાં થઈ શકે છેઃ સામાન્ય સ્થિતિ અને અક્ષીય સ્થિતિ. સામાન્ય સ્થિતિ તેની ધરીને લંબરૂપ દિશામાં એન્ટેના રેખીય ધ્રુવીકૃત રેડિયો તરંગો ફેલાવે છે (જ્યારે એન્ટેનાની ધરી ઊભી હોય ત્યારે આડા ધ્રુવીકૃત થાય છે). આને સામાન્ય સ્થિતિ કહેવામાં આવે છે. કિરણોત્સર્ગની પેટર્ન, બે દ્વિધ્રુવીય પેટર્નનું સુપરપોઝિશન, સર્વદિશાની નજીક છે પરંતુ વાસ્તવમાં "ક્લોવરલીફ આકાર" ધરાવે છે, જેમાં તત્વોના છેડાથી ચાર નાના મહત્તમ હોય છે. આ પેટર્ન સર્વદિશામાંથી માત્ર ±5 ટકા દૂર જાય છે. આ આડી દિશાઓમાં કિરણોત્સર્ગ ઘણીવાર તબક્કામાં બહુવિધ ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેના (જેને "બેઝ" કહેવાય છે) ઊભી રીતે ગોઠવીને વધારવામાં આવે છે. આ ઇચ્છિત આડી દિશામાં કિરણોત્સર્ગને મજબૂત કરીને લાભમાં વધારો કરે છે પરંતુ ઊભી દિશામાં કિરણોત્સર્ગના આંશિક રદ થવાનું કારણ બને છે, જેનાથી આકાશમાં અથવા નીચે પૃથ્વી તરફ ફેલાતી શક્તિમાં ઘટાડો થાય છે. આ સ્ટેક્ડ નોર્મલ મોડ ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેનાનો ઉપયોગ એફએમ અને ટેલિવિઝન પ્રસારણ માટે વીએચએફ અને યુએચએફ ફ્રીક્વન્સીઝ પર થાય છે. બ્રાઉન દ્વારા શોધાયેલ પ્રથમ ટર્નસ્ટાઇલ આ મોડમાં સંચાલિત હોવાથી, સામાન્ય મોડ ટર્નસ્ટાઇલને ક્યારેક ક્યારેક જ્યોર્જ બ્રાઉન ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેના કહેવામાં આવે છે. અક્ષીય સ્થિતિ એન્ટેનાના અક્ષના છેડાથી દૂર, તત્વોના સમતલને લંબરૂપ, એન્ટેના ગોળાકાર-ધ્રુવીકૃત (CP) રેડિયો તરંગો ફેલાવે છે. આને અક્ષીય સ્થિતિ કહેવામાં આવે છે. એક છેડેથી નીકળતું કિરણોત્સર્ગ જમણા હાથ-ગોળાકાર-ધ્રુવીકૃત હોય છે અને બીજો છેડો ડાબા હાથ-ગોળાકાર-ધ્રુવીકૃત હોય છે. કયા છેડેથી પેદા થાય છે કે કયા ધ્રુવીકરણ ફીડ જોડાણોના તબક્કા દ્વારા નક્કી થાય છે. દિશાત્મક એન્ટેનામાં માત્ર એક જ બીમ જોઈતો હોવાથી, સરળ અક્ષીય-મોડ એન્ટેનામાં મેટલ સ્ક્રીન રિફ્લેક્ટર જેવી સપાટ વાહક સપાટી ઉમેરવામાં આવે છે, જે ક્રોસ કરેલા ઘટકોની પાછળ એક ચતુર્થાંશ તરંગલંબાઇ હોય છે. તે દિશામાં તરંગો 180° પાછા પ્રતિબિંબિત થાય છે અને પ્રતિબિંબ ધ્રુવીકરણની ભાવનાને ઉલટાવી દે છે, તેથી પ્રતિબિંબિત તરંગો આગળના કિરણોત્સર્ગને મજબૂત કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો આગળ ફેલાતા રેડિયો તરંગો જમણી-ગોળાકાર-ધ્રુવીકૃત હોય, તો પાછળની તરફ ફેલાતા તરંગો ડાબી-ગોળાકાર-ધ્રુવીકૃત હશે. સપાટ પરાવર્તક ધ્રુવીકરણની ભાવનાને ઉલટાવી દે છે જેથી પ્રતિબિંબિત તરંગો જમણી-ગોળાકાર-ધ્રુવીકૃત હોય. તત્વોની પાછળ પરાવર્તકને λ/4 સ્થિત કરીને સીધા અને પ્રતિબિંબિત તરંગો તબક્કામાં હોય છે અને ઉમેરે છે. પરાવર્તકનો ઉમેરો અક્ષીય કિરણોત્સર્ગને 2 (3 ડી. બી.) ના પરિબળ દ્વારા વધારે છે. અક્ષીય સ્થિતિ કિરણોત્સર્ગને વધારવાની બીજી સામાન્ય રીત એ છે કે દરેક દ્વિધ્રુવને યાગી એરે સાથે બદલવો. ગોળાકાર ધ્રુવીકૃત એન્ટેનામાં, એ મહત્વનું છે કે પ્રસારણ અને પ્રાપ્ત કરતા એન્ટેનાના ધ્રુવીકરણની દિશા સમાન હોય, કારણ કે જમણા-ગોળાકાર-ધ્રુવીકૃત એન્ટેના ડાબા-ગોળાકાર-ધ્રુવીકૃત રેડિયો તરંગો પ્રાપ્ત કરવાના લાભની ગંભીર ખોટ સહન કરશે, અને તેનાથી ઊલટું. એક્સિયલ મોડ ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેનાનો ઉપયોગ ઘણીવાર ઉપગ્રહ અને મિસાઇલ એન્ટેના માટે થાય છે, કારણ કે ઉપગ્રહ સંચારમાં ગોળાકાર ધ્રુવીકરણનો ઉપયોગ થાય છે. આનું કારણ એ છે કે ગોળાકાર ધ્રુવીકૃત તરંગો સાથે એન્ટેના તત્વોની સંબંધિત દિશા લાભને અસર કરતી નથી. એન્ટેનાને ખોરાક આપવો એન્ટેના કાર્ય કરવા માટે, બે દ્વિધ્રુવોને તબક્કાના ચતુર્થાંશમાં સમાન તીવ્રતાના પ્રવાહો સાથે ખવડાવવા આવશ્યક છે, એટલે કે સાઇન તરંગોનો તબક્કો 90° અલગ હોવો આવશ્યક છે. આ ફીડ-લાઇન તકનીકો સાથે અથવા દ્વિધ્રુવ સાથે શ્રેણીમાં પ્રતિક્રિયા ઉમેરીને કરવામાં આવે છે. ક્વાડ્રેચર ફીડ ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેનામાં બે દ્વિધ્રુવોને ફીડ કરવાની એક લોકપ્રિય પદ્ધતિ એ છે કે ટ્રાન્સમિશન લાઇનમાંથી આર. એફ. સિગ્નલને દ્વિ-માર્ગી સ્પ્લિટર સાથે બે સમાન સંકેતોમાં વિભાજિત કરવું, પછી 90 ડિગ્રી વધારાની વિદ્યુત લંબાઈ દ્વારા વિલંબ કરવો. દરેક તબક્કો એક દ્વિધ્રુવ પર લાગુ કરવામાં આવે છે. સંશોધિત દ્વિધ્રુવ પરિમાણો દ્વિધ્રુવની લંબાઈ અને આકારમાં ફેરફાર કરીને, એક જ ફીડ-પોઇન્ટ પર પ્રસ્તુત સંયુક્ત અંતિમ અવરોધ શુદ્ધ પ્રતિકાર પ્રાપ્ત કરી શકે છે અને દરેક દ્વિધ્રુવમાં ચતુર્ભુજ પ્રવાહો પેદા કરી શકે છે. ચતુર્ભુજ પ્રવાહો મેળવવા માટે એન્ટેના તત્વના ભૌતિક પરિમાણોને બદલવાની આ પદ્ધતિને ટર્નસ્ટાઇલ ફીડિંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. એપ્લિકેશન્સ સ્ટેક્ડ એરે બ્રાઉનની મૂળ પેટન્ટ વર્ણવે છે કે રેડિયો પ્રસારણ માટે આડા ધ્રુવીકૃત સર્વદિશાત્મક એન્ટેના બનાવવા માટે બહુવિધ ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેનાને ઊભી રીતે સ્ટેકિંગ કરવામાં આવે છે. આનો ઉપયોગ 1930ના દાયકામાં કેટલાક પ્રથમ એફએમ પ્રસારણ એન્ટેના માટે કરવામાં આવ્યો હતો. જો કે મોટાભાગના આધુનિક એફએમ બ્રોડકાસ્ટ એન્ટેના ગોળાકાર ધ્રુવીકરણનો ઉપયોગ કરે છે જેથી સિગ્નલની તાકાત રીસીવરના એન્ટેનાની દિશા સાથે બદલાશે નહીં. બેટવિંગ અથવા સુપરટર્નસ્ટાઇલ એરે એ પછીની નવીનતામાં એન્ટેનાની બેન્ડવિડ્થ વધારવા માટે દ્વિધ્રુવીય તત્વોના આકારને સરળ સળિયાથી વ્યાપક આકારમાં બદલવાનો સમાવેશ થાય છે. પ્રારંભિક ટીવી પ્રસારણ એન્ટેનામાં "સિગાર આકારના" તત્વોનો ઉપયોગ થતો હતો, જે ઉપર 1939 આરસીએ એમ્પાયર સ્ટેટ બિલ્ડિંગ એન્ટેનાની છબીમાં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. આજે એક સામાન્ય આકાર બેટવિંગ અથવા સુપરટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેના છે, જેનો ઉપયોગ વીએચએફ અથવા યુએચએફ બેન્ડમાં ટેલિવિઝન પ્રસારણ માટે થાય છે. દરેક તત્વનો બેટવિંગ આકાર વિશાળ અવરોધ બેન્ડવિડ્થ સાથે એન્ટેના ઉત્પન્ન કરે છે. ટીવી પ્રસારણ માટે ઉચ્ચ ગેઇન ઓમ્નિડાયરેક્શનલ એન્ટેના બનાવવા માટે આઠ બેટવિંગ એન્ટેના સામાન્ય રીતે ઊભી રીતે ગોઠવવામાં આવે છે અને તબક્કામાં આપવામાં આવે છે. નીચા વીએચએફ એનાલોગ ટીવી બ્રોડકાસ્ટ બેન્ડ પર વિશાળ બેન્ડવિડ્થની જરૂર હતી, કારણ કે 6 મેગાહર્ટઝ ટીવી ચેનલ બેન્ડવિડ્થ આવર્તનના લગભગ 10 ટકા હતી. અવકાશયાનના એન્ટેનાનો ગોળાકાર ધ્રુવીકરણનો ઉપયોગ અવકાશયાન (ઉપગ્રહ અને મિસાઇલ) સંચાર માટે કરવામાં આવ્યો હતો, કારણ કે ગોળાકાર ધ્રુવીકરણ એન્ટેનાના સંબંધિત અભિગમ પ્રત્યે સંવેદનશીલ નથી, અને અવકાશ વાહનના એન્ટેનાની જમીનના એન્ટેનાના સંદર્ભમાં કોઈપણ દિશા હોઈ શકે છે. ઉચ્ચ ગેઇન યાગી ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેનાનો ઉપયોગ ઘણીવાર ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશન માટે કરવામાં આવતો હતો. યુ. એસ. નાઇકી મિસાઈલ પ્રોગ્રામે ટેલીમેટ્રી માટે અક્ષીય મોડનો ઉપયોગ કર્યો હતો અને ચતુર્ભુજ પ્રવાહોને દબાણ કરવા માટે સુધારેલી દ્વિધ્રુવીય તકનીકનો ઉપયોગ કર્યો હતો. બાહ્ય કડીઓ બાંધકામ યોજનાઓ કન્ડક્ટિંગ ગ્રાઉન્ડ પ્લેન ગ્રંથસૂચિ ઉપર ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેનાનું વિકિરણ $16-7: ટર્નસ્ટાઇલ એન્ટેના, pp. 726-729. સંદર્ભો રેડિયો ફ્રિક્વન્સી એન્ટેના પ્રકારો એન્ટેના (રેડિયો) એસવીઃ વેન્ડકોરસેન્ટેન