Gain (antenna)
ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક્સમાં, એન્ટેનાનો લાભ એ મુખ્ય પ્રદર્શન પરિમાણ છે જે એન્ટેનાની દિશા અને કિરણોત્સર્ગ કાર્યક્ષમતાને જોડે છે. આઈ. ઈ. ઈ. ઈ. દ્વારા પાવર ગેઇન શબ્દની અવગણના કરવામાં આવી છે. ટ્રાન્સમિટિંગ એન્ટેનામાં, ગેઇન એ વર્ણવે છે કે એન્ટેના ઇનપુટ પાવરને ચોક્કસ દિશામાં જતા રેડિયો તરંગોમાં કેટલી સારી રીતે રૂપાંતરિત કરે છે. પ્રાપ્ત એન્ટેનામાં, ગેઇન વર્ણવે છે કે એન્ટેના ચોક્કસ દિશાથી આવતા રેડિયો તરંગોને વિદ્યુત શક્તિમાં કેટલી સારી રીતે રૂપાંતરિત કરે છે. જ્યારે કોઈ દિશા નિર્દિષ્ટ કરવામાં આવતી નથી, ત્યારે ગેઇનને ગેઇનના ટોચના મૂલ્ય, એન્ટેનાના મુખ્ય લોબની દિશામાં ગેઇનનો સંદર્ભ આપવા માટે સમજવામાં આવે છે. દિશાના કાર્ય તરીકે ગેઇનના પ્લોટને એન્ટેના પેટર્ન અથવા રેડિયેશન પેટર્ન કહેવામાં આવે છે. તેને નિર્દેશન સાથે ભેળસેળ ન કરવી જોઈએ, જે એન્ટેનાની કિરણોત્સર્ગ કાર્યક્ષમતાને ધ્યાનમાં લેતી નથી. લાભ અથવા 'સંપૂર્ણ લાભ' ને "આપેલ દિશામાં કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતા અને કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતાના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જે જો એન્ટેના દ્વારા સ્વીકારવામાં આવેલી શક્તિ આઇસોટ્રોપિક રીતે વિકિરિત કરવામાં આવે તો ઉત્પન્ન થશે". સામાન્ય રીતે આ ગુણોત્તર આઇસોટ્રોપિક રેડિએટર (dBi) ના સંદર્ભમાં ડેસિબલમાં દર્શાવવામાં આવે છે. વૈકલ્પિક વ્યાખ્યા પ્રાપ્ત શક્તિને લોસલેસ અર્ધ-તરંગ દ્વિધ્રુવીય એન્ટેના દ્વારા પ્રાપ્ત શક્તિ સાથે સરખાવે છે, જે કિસ્સામાં એકમોને dBd તરીકે લખવામાં આવે છે. લોસલેસ ડાયપોલ એન્ટેનાનો ગેઇન 2.15 dBi હોવાથી, આ એકમો વચ્ચેનો સંબંધ છે. આપેલ આવર્તન માટે, એન્ટેનાનું અસરકારક ક્ષેત્ર લાભના પ્રમાણમાં હોય છે. એન્ટેનાની અસરકારક લંબાઈ ચોક્કસ આવર્તન અને કિરણોત્સર્ગ પ્રતિકાર માટે એન્ટેનાના લાભના વર્ગમૂળના પ્રમાણમાં હોય છે. પારસ્પરિકતાને કારણે, પ્રાપ્ત કરતી વખતે કોઈપણ એન્ટેનાનો લાભ પ્રસારણ કરતી વખતે તેના લાભની બરાબર હોય છે. ગેઇન ગેઇન એ એક એકમ વિનાનું માપ છે જે એન્ટેનાની કિરણોત્સર્ગ કાર્યક્ષમતા અને નિર્દેશનને જોડે છે D: કિરણોત્સર્ગ કાર્યક્ષમતા એન્ટેનાની કિરણોત્સર્ગ કાર્યક્ષમતા એ "એન્ટેના દ્વારા ફેલાયેલી કુલ શક્તિનો અને જોડાયેલ ટ્રાન્સમીટરમાંથી એન્ટેના દ્વારા સ્વીકારવામાં આવેલી ચોખ્ખી શક્તિનો ગુણોત્તર છે". ટ્રાન્સમીટિંગ એન્ટેનાને રેડિયો ટ્રાન્સમીટર સાથે જોડતી ટ્રાન્સમિશન લાઇન દ્વારા શક્તિ પૂરી પાડવામાં આવે છે. એન્ટેના દ્વારા સ્વીકારવામાં આવતી શક્તિ એ એન્ટેનાના ટર્મિનલ્સને પૂરી પાડવામાં આવતી શક્તિ છે. એન્ટેના ટર્મિનલ્સ પહેલાંની ખોટ અલગ અવરોધ મેળ ખાતા પરિબળો દ્વારા ગણવામાં આવે છે જે તેથી કિરણોત્સર્ગ કાર્યક્ષમતાની ગણતરીમાં શામેલ નથી. એન્ટેના ગેઇન માટે પ્રકાશિત સંખ્યાઓ લગભગ હંમેશા ડેસિબલ (ડી. બી.) માં દર્શાવવામાં આવે છે, જે લઘુગણક સ્કેલ છે. ગેઇન ફેક્ટર G પરથી, ડેસિબલમાં ગેઇન આ રીતે મળે છેઃ તેથી, 5 ની ટોચની પાવર ગેઇન ધરાવતા એન્ટેનાનો ગેઇન 7 dBi હોવાનું કહેવાય છે. ડી. બી. આઈ. નો ઉપયોગ માત્ર ડી. બી. ને બદલે એ વાત પર ભાર મૂકવા માટે થાય છે કે આ મૂળભૂત વ્યાખ્યા અનુસાર લાભ છે, જેમાં એન્ટેનાની સરખામણી આઇસોટ્રોપિક રેડિએટર સાથે કરવામાં આવે છે. જ્યારે પ્રયોગશાળા દ્વારા એન્ટેનાના ગેઇનનું વાસ્તવિક માપન કરવામાં આવે છે, ત્યારે પરીક્ષણ એન્ટેનાની ક્ષેત્રની તાકાત માપવામાં આવે છે જ્યારે ચોક્કસ અંતરે ટ્રાન્સમીટર પાવરના 1 વોટ સાથે પૂરી પાડવામાં આવે છે. તે ક્ષેત્રની શક્તિની સરખામણી પરીક્ષણ હેઠળના એન્ટેનાનો લાભ નક્કી કરવા માટે સમાન અંતર પર કહેવાતા સંદર્ભ એન્ટેનાનો ઉપયોગ કરીને સમાન શક્તિ પ્રાપ્ત કરતી ક્ષેત્રની શક્તિ સાથે કરવામાં આવે છે. જો સંદર્ભ એન્ટેના આઇસોટ્રોપિક રેડિએટર (આઈઆરએડી) હોત તો તે ગુણોત્તર જી બરાબર હોત. જો કે સાચું આઇસોટ્રોપિક રેડિએટર બનાવી શકાતું નથી, તેથી વ્યવહારમાં એક અલગ એન્ટેનાનો ઉપયોગ થાય છે. આ ઘણીવાર અર્ધ-તરંગ દ્વિધ્રુવ હશે, જે ખૂબ જ સારી રીતે સમજી શકાય તેવું અને પુનરાવર્તિત કરી શકાય તેવું એન્ટેના છે જે કોઈપણ આવર્તન માટે સરળતાથી બનાવી શકાય છે. અર્ધ-તરંગ દ્વિધ્રુવનો નિર્દેશક લાભ 1.64 હોવાનું જાણીતું છે અને તેને લગભગ 100% કાર્યક્ષમ બનાવી શકાય છે. આ સંદર્ભ એન્ટેનાના સંદર્ભમાં લાભ માપવામાં આવ્યો હોવાથી, પરીક્ષણ એન્ટેનાના લાભમાં તફાવતની સરખામણી ઘણીવાર દ્વિધ્રુવ સાથે કરવામાં આવે છે. આમ દ્વિધ્રુવ સાથે સંબંધિત લાભ ઘણીવાર ટાંકવામાં આવે છે અને મૂંઝવણ ટાળવા માટે dBi ને બદલે dBd નો ઉપયોગ કરીને સૂચવવામાં આવે છે. તેથી, સાચા ગેઇન (આઇસોટ્રોપિક રેડિએટરની સાપેક્ષ) G ની દ્રષ્ટિએ, ગેઇન માટેનો આ આંકડો આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ ઉદાહરણ તરીકે, G = 5 ગેઇન સાથે ઉપરના એન્ટેનામાં 5/1.64 ≈ 3.05 ના દ્વિધ્રુવના સંદર્ભમાં ગેઇન હશે, અથવા ડેસિબલમાં કોઈ આ 10 લોગ (3.05) ≈ 4.84 dBd કહેશે. સામાન્ય રીતેઃ dBi અને dBd બંને સામાન્ય ઉપયોગમાં છે. જ્યારે એન્ટેનાનો મહત્તમ લાભ ડેસિબલમાં નિર્દિષ્ટ કરવામાં આવે છે (દાખલા તરીકે, ઉત્પાદક દ્વારા) ત્યારે કોઈએ ચોક્કસ હોવું જોઈએ કે આનો અર્થ આઇસોટ્રોપિક રેડિયેટરની સાપેક્ષમાં લાભ છે કે દ્વિધ્રુવના સંદર્ભમાં. જો તે dBi અથવા dBd નિર્દિષ્ટ કરે છે તો ત્યાં કોઈ અસ્પષ્ટતા નથી, પરંતુ જો માત્ર dB નિર્દિષ્ટ કરવામાં આવે તો ફાઇન પ્રિન્ટની સલાહ લેવી આવશ્યક છે. ઉપરોક્ત સંબંધનો ઉપયોગ કરીને કોઈપણ આકૃતિને સરળતાથી બીજામાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે. એન્ટેનાની દિશાત્મક પેટર્નને ધ્યાનમાં લેતી વખતે, દ્વિધ્રુવના સંદર્ભમાં લાભ એ દરેક દિશામાં તે એન્ટેનાના લાભની તુલના તે દિશામાં દ્વિધ્રુવના લાભ સાથે સૂચવતો નથી. તેના બદલે, તે દરેક દિશામાં એન્ટેનાના લાભ અને દ્વિધ્રુવના ટોચના લાભ (1.64) વચ્ચેની સરખામણી છે. કોઈપણ દિશામાં, તેથી, આવી સંખ્યાઓ dBi માં દર્શાવેલ લાભ કરતાં 2.15 dB ઓછી હોય છે. આંશિક લાભની ગણતરી પાવર ગેઇન તરીકે કરવામાં આવે છે, પરંતુ ચોક્કસ ધ્રુવીકરણ માટે. તેને આપેલ ધ્રુવીકરણને અનુરૂપ કિરણોત્સર્ગ તીવ્રતાના ભાગ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે, જે આઇસોટ્રોપિક એન્ટેનાની કુલ કિરણોત્સર્ગ તીવ્રતા દ્વારા વિભાજિત થાય છે. અને ઘટકોમાં આંશિક લાભ અને તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છે, જ્યાં અને તેમના સંબંધિત ક્ષેત્ર ઘટકમાં સમાવિષ્ટ આપેલ દિશામાં કિરણોત્સર્ગની તીવ્રતાને રજૂ કરે છે. આ વ્યાખ્યાના પરિણામે, આપણે તારણ કાઢી શકીએ કે એન્ટેનાનો કુલ લાભ એ કોઈપણ બે ઓર્થોગોનલ ધ્રુવીકરણ માટેના આંશિક લાભનો સરવાળો છે. ઉદાહરણો પ્રથમ ઉદાહરણ ધારો કે લોસલેસ એન્ટેનામાં રેડિયેશન પેટર્ન આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ ચાલો આપણે આવા એન્ટેનાનો ગેઇન શોધીએ. પહેલા આપણે આ એન્ટેનાની ટોચની કિરણોત્સર્ગ તીવ્રતા શોધીએ છીએઃ કુલ વિકિરિત શક્તિ તમામ દિશાઓમાં એકીકૃત કરીને શોધી શકાય છેઃ કારણ કે એન્ટેનાને લોસલેસ તરીકે નિર્દિષ્ટ કરવામાં આવે છે તેથી કિરણોત્સર્ગ કાર્યક્ષમતા 1 છે. મહત્તમ ગેઇન પછી આના બરાબર હોય છેઃ અર્ધ-તરંગ દ્વિધ્રુવના ગેઇનની સાપેક્ષમાં અભિવ્યક્ત આપણને મળશેઃ બીજું ઉદાહરણ ઉદાહરણ તરીકે, એવા એન્ટેનાને ધ્યાનમાં લો જે વિદ્યુતચુંબકીય તરંગને ફેલાવે છે જેનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર અંતર પર કંપનવિસ્તાર ધરાવે છે તે કંપનવિસ્તાર આના દ્વારા આપવામાં આવે છેઃ ક્યાંઃ એ એન્ટેનાને આપવામાં આવતો પ્રવાહ છે અને તે દરેક એન્ટેનાની લાક્ષણિકતા અચળાંક છે. મોટા અંતર માટે વિકિરિત તરંગને સ્થાનિક રીતે સમતલ તરંગ તરીકે ગણી શકાય. વિદ્યુતચુંબકીય સમતલ તરંગની તીવ્રતા છેઃ જ્યાં શૂન્યાવકાશ અવરોધ તરીકે ઓળખાતો સાર્વત્રિક અચળાંક છે. અને જો એન્ટેનાની શ્રેણી અવરોધનો પ્રતિરોધક ભાગ એન્ટેનાને આપવામાં આવતી શક્તિ હોય તો તે છે આઇસોટ્રોપિક એન્ટેનાની તીવ્રતા એ ત્રિજ્યાના ગોળાની સપાટી દ્વારા વિભાજિત કરવામાં આવતી શક્તિ છેઃ નિર્દેશક લાભ એ છેઃ સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા અર્ધ-તરંગ દ્વિધ્રુવ માટે, ચોક્કસ રચના નીચે મુજબ કામ કરે છે, જેમાં તેની ડેસિબલ સમાનતા શામેલ છે, જેને dBi (ડેસિબલને આઇસોટ્રોપિક રેડિએટર તરીકે સંદર્ભિત કરવામાં આવે છે) તરીકે વ્યક્ત કરવામાં આવે છેઃ (મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં 73.130, પર્યાપ્ત છે) (તેવી જ રીતે, 1.64 અને 2.15 dBi સામાન્ય રીતે ટાંકવામાં આવેલા મૂલ્યો છે) કેટલીકવાર, અર્ધ-તરંગ દ્વિધ્રુવને આઇસોટ્રોપિક રેડિએટરને બદલે સંદર્ભ તરીકે લેવામાં આવે છે. પછી ગેઇન dBd (દ્વિધ્રુવ પર ડેસિબલ) માં આપવામાં આવે છેઃ 0 dBd = 2.15 dBi અનુભૂત ગેઇન ગેઇનથી અલગ છે જેમાં તે "તેના અવરોધ મેળ ખાતા પરિબળ દ્વારા ઘટાડવામાં આવે છે". આ વિસંગતતા ઉપર વર્ણવેલ અપવ્યયકારક નુકસાન કરતાં વધુ નુકસાનને પ્રેરિત કરે છે; તેથી, પ્રાપ્ત થયેલ લાભ હંમેશા લાભ કરતાં ઓછો હશે. જો તેને પ્રાપ્ત થયેલ લાભથી અલગ પાડવા માટે વધુ સ્પષ્ટતા જરૂરી હોય તો લાભને સંપૂર્ણ લાભ તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે. કુલ વિકિરિત શક્તિ કુલ વિકિરિત શક્તિ (ટી. આર. પી.) એ એન્ટેના દ્વારા વિકિરિત તમામ આર. એફ. શક્તિનો સરવાળો છે જ્યારે માપમાં સ્રોત શક્તિનો સમાવેશ થાય છે. ટીઆરપી વોટ્સ અથવા અનુરૂપ લઘુગણક અભિવ્યક્તિઓમાં વ્યક્ત થાય છે, ઘણીવાર ડીબીએમ અથવા ડીબીડબલ્યુ. મોબાઇલ ઉપકરણોનું પરીક્ષણ કરતી વખતે, ટી. આર. પી. ને વપરાશકર્તાના શરીર અને હાથ જેવા શક્તિ-શોષક નુકસાનની નજીકમાં માપી શકાય છે. ટીઆરપીનો ઉપયોગ બોડી લોસ (બીઓએલ) નક્કી કરવા માટે થઈ શકે છે. શરીરના નુકસાનને નુકસાનની હાજરીમાં માપવામાં આવતી ટીઆરપી અને ખાલી જગ્યામાં માપવામાં આવતી ટીઆરપીના ગુણોત્તર તરીકે ગણવામાં આવે છે. એન્ટેના એન્ટેના માપન એન્ટેના અસરકારક ક્ષેત્ર કાર્ડિયોઇડ સંદર્ભો ગ્રંથસૂચિ એન્ટેના થિયરી (ત્રીજી આવૃત્તિ), સી. બાલાનિસ, વિલી, 2005, એન્ટેના ફોર ઓલ એપ્લિકેશન્સ (ત્રીજી આવૃત્તિ), જ્હોન ડી. ક્રોસ, રોનાલ્ડ જે. માર્હેફકા, 2002, ડાયરેક્ટિવ ગેઇન ટેલિકમ્યુનિકેશન્સ એન્જિનિયરિંગ રેશિયો જુઓ.