Turnstile antenna
एक टर्नस्टाइल एंटीना, या पार-द्विध्रुवीय एंटीना, एक रेडियो एंटीना है जिसमें दो समान द्विध्रुवीय एंटीना का एक समूह होता है जो एक दूसरे के समकोण पर लगे होते हैं और चरण चतुर्भुज में दिए जाते हैं; द्विध्रुवों पर लागू होने वाली दो धाराएं 90° चरण से बाहर होती हैं। यह नाम इस धारणा को दर्शाता है कि क्षैतिज रूप से स्थापित होने पर एंटीना एक टर्नस्टाइल की तरह दिखता है। एंटीना का उपयोग दो संभावित तरीकों से किया जा सकता है। सामान्य मोड में एंटीना अपनी धुरी के लंबवत क्षैतिज रूप से ध्रुवीकृत रेडियो तरंगों को विकिरण करता है। अक्षीय मोड में एंटीना अपने अक्ष के साथ गोलाकार ध्रुवीकृत विकिरण का विकिरण करता है। विशेष सामान्य मोड टर्नस्टाइल एंटेना जिन्हें सुपरटर्नस्टाइल या बैटविंग एंटेना कहा जाता है, का उपयोग टेलीविजन प्रसारण एंटेना के रूप में किया जाता है। अक्षीय मोड टर्नस्टाइल का व्यापक रूप से वीएचएफ और यूएचएफ बैंड में उपग्रह ग्राउंड स्टेशन एंटेना के लिए उपयोग किया जाता है, क्योंकि गोलाकार ध्रुवीकरण का उपयोग अक्सर उपग्रह संचार के लिए किया जाता है क्योंकि यह अंतरिक्ष में उपग्रह एंटेना के अभिविन्यास के प्रति संवेदनशील नहीं है। टर्नस्टाइल एंटीना का आविष्कार 1935 में जॉर्ज ब्राउन द्वारा किया गया था और 1936 में छात्रवृत्ति में वर्णित किया गया था। पेटेंट इतिहास वर्षों से टर्नस्टाइल एंटीना की लोकप्रियता को दर्शाता है। विशेषताएँ एंटीना का उपयोग दो अलग-अलग तरीकों से किया जा सकता हैः सामान्य मोड और अक्षीय मोड। सामान्य मोड अपनी धुरी के लंबवत दिशाओं में एंटीना रैखिक रूप से ध्रुवीकृत रेडियो तरंगों को विकिरण करता है (क्षैतिज रूप से ध्रुवीकृत जब एंटीना का अक्ष ऊर्ध्वाधर होता है)। इसे सामान्य मोड कहा जाता है। विकिरण पैटर्न, दो द्विध्रुवीय पैटर्न का एक सुपरपोजिशन, सर्वदिशात्मक के करीब है लेकिन वास्तव में "क्लोवरलीफ आकार" है, जिसमें तत्वों के सिरों से चार छोटे अधिकतम हैं। पैटर्न केवल ±5 प्रतिशत से सर्वदिशात्मक से अलग हो जाता है। इन क्षैतिज दिशाओं में विकिरण को अक्सर चरण में दिए गए कई टर्नस्टाइल एंटेना (जिन्हें "बे" कहा जाता है) को ऊर्ध्वाधर रूप से ढेर करके बढ़ाया जाता है। यह वांछित क्षैतिज दिशाओं में विकिरण को मजबूत करके लाभ को बढ़ाता है लेकिन ऊर्ध्वाधर दिशाओं में विकिरण के आंशिक रद्दीकरण का कारण बनता है, जिससे आकाश में या पृथ्वी की ओर बर्बाद होने वाली शक्ति कम हो जाती है। एफ. एम. और टेलीविजन प्रसारण के लिए वी. एच. एफ. और यू. एच. एफ. आवृत्तियों पर इन सामान्य मोड टर्नस्टाइल एंटेना का उपयोग किया जाता है। चूंकि ब्राउन द्वारा आविष्कार की गई पहली टर्नस्टाइल इस मोड में संचालित होती है, इसलिए सामान्य मोड टर्नस्टाइल को कभी-कभी जॉर्ज ब्राउन टर्नस्टाइल एंटीना कहा जाता है। अक्षीय मोड एंटीना के अक्ष के सिरों से बाहर, तत्वों के तल के लंबवत, एंटीना गोलाकार-ध्रुवीकृत (सीपी) रेडियो तरंगों को विकिरण करता है। इसे अक्षीय मोड कहा जाता है। एक छोर से निकलने वाला विकिरण दाहिने हाथ से वृत्ताकार ध्रुवीकृत होता है और दूसरा छोर बाएं हाथ से वृत्ताकार ध्रुवीकृत होता है। कौन सा छोर उत्पन्न करता है कि कौन सा ध्रुवीकरण फ़ीड कनेक्शन के चरण द्वारा निर्धारित किया जाता है। चूँकि एक दिशात्मक एंटीना में केवल एक ही बीम की आवश्यकता होती है, एक साधारण अक्षीय-मोड एंटीना में एक सपाट संवाहक सतह जैसे कि धातु स्क्रीन परावर्तक जोड़ा जाता है, जो पार किए गए तत्वों के पीछे एक चौथाई तरंग दैर्ध्य होती है। उस दिशा में तरंगें 180° पीछे परावर्तित होती हैं और परावर्तन ध्रुवीकरण की भावना को उलट देता है, इसलिए परावर्तित तरंगें आगे के विकिरण को मजबूत करती हैं। उदाहरण के लिए, यदि आगे विकिरणित रेडियो तरंगें दाएँ-वृत्ताकार-ध्रुवीकृत हैं, तो पीछे की ओर विकिरणित तरंगें बाएँ-वृत्ताकार-ध्रुवीकृत होंगी। सपाट परावर्तक ध्रुवीकरण की भावना को उलट देता है इसलिए परावर्तित तरंगें दाएँ वृत्ताकार-ध्रुवीकृत होती हैं। तत्वों के पीछे परावर्तक λ/4 का पता लगाने से प्रत्यक्ष और परावर्तित तरंगें चरण में होती हैं और जोड़ती हैं। परावर्तक का जोड़ अक्षीय विकिरण को 2 (3 डी. बी.) के कारक से बढ़ाता है। अक्षीय मोड विकिरण को बढ़ाने का एक अन्य सामान्य तरीका प्रत्येक द्विध्रुव को यागी सरणी से बदलना है। एक गोलाकार ध्रुवीकृत एंटीना में, यह महत्वपूर्ण है कि संचारित और प्राप्त करने वाले एंटीना के ध्रुवीकरण की दिशा समान हो, क्योंकि एक दाएं-गोलाकार-ध्रुवीकृत एंटीना को बाएं-गोलाकार-ध्रुवीकृत रेडियो तरंगों को प्राप्त करने में भारी नुकसान होगा, और इसके विपरीत। अक्षीय मोड टर्नस्टाइल एंटेना का उपयोग अक्सर उपग्रह और मिसाइल एंटेना के लिए किया जाता है, क्योंकि वृत्ताकार ध्रुवीकरण का उपयोग उपग्रह संचार में किया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि गोलाकार ध्रुवीकृत तरंगों के साथ एंटीना तत्वों का सापेक्ष अभिविन्यास लाभ को प्रभावित नहीं करता है। एंटीना को फीड करना एंटीना के कार्य करने के लिए, दो द्विध्रुवों को चरण चतुर्भुज में समान परिमाण की धाराओं के साथ फीड किया जाना चाहिए, जिसका अर्थ है कि साइन तरंगों का चरण 90° अलग होना चाहिए। यह फ़ीड-लाइन तकनीकों के साथ या द्विध्रुवों के साथ श्रृंखला में प्रतिक्रिया जोड़कर किया जाता है। क्वाड्रेचर फ़ीड एक टर्नस्टाइल एंटीना में दो द्विध्रुवों को खिलाने का एक लोकप्रिय तरीका संचरण रेखा से आर. एफ. संकेत को दो तरह के स्प्लिटर के साथ दो बराबर संकेतों में विभाजित करना है, फिर एक से 90 डिग्री अतिरिक्त विद्युत लंबाई में देरी करना है। प्रत्येक चरण को एक द्विध्रुव पर लागू किया जाता है। संशोधित द्विध्रुव आयाम द्विध्रुवों की लंबाई और आकार को संशोधित करके, एक एकल फ़ीड-बिंदु पर प्रस्तुत संयुक्त अंतिम प्रतिबाधा शुद्ध प्रतिरोध प्राप्त कर सकती है और प्रत्येक द्विध्रुव में चतुर्भुज धाराएँ उत्पन्न कर सकती है। चतुर्थक धारा उत्पन्न करने के लिए एंटीना तत्व के भौतिक आयामों को बदलने की इस विधि को टर्नस्टाइल फीडिंग के रूप में जाना जाता है। अनुप्रयोग स्टैक्ड सरणी ब्राउन के मूल पेटेंट में रेडियो प्रसारण के लिए एक उच्च लाभ क्षैतिज रूप से ध्रुवीकृत सर्वदिशात्मक एंटीना बनाने के लिए ऊर्ध्वाधर रूप से कई टर्नस्टाइल एंटीना को ढेर करने का वर्णन किया गया है। इनका उपयोग 1930 के दशक में कुछ पहले एफ. एम. प्रसारण एंटेना के लिए किया गया था। हालाँकि अधिकांश आधुनिक एफ. एम. प्रसारण एंटेना वृत्ताकार ध्रुवीकरण का उपयोग करते हैं इसलिए संकेत की ताकत रिसीवर के एंटेना के अभिविन्यास के साथ भिन्न नहीं होगी। बल्लेबाज़ी या सुपरटर्नस्टाइल सरणी एक बाद के नवाचार में एंटीना की बैंडविड्थ को बढ़ाने के लिए द्विध्रुवीय तत्वों के आकार को सरल छड़ से व्यापक आकार में बदलना शामिल था। प्रारंभिक टीवी प्रसारण एंटेना में "सिगार के आकार" वाले तत्वों का उपयोग किया गया था, जिसे ऊपर 1939 आरसीए एम्पायर स्टेट बिल्डिंग एंटेना की छवि में दिखाया गया है। आज एक आम आकार बैटविंग या सुपरटर्नस्टाइल एंटीना है, जिसका उपयोग वीएचएफ या यूएचएफ बैंड में टेलीविजन प्रसारण के लिए किया जाता है प्रत्येक तत्व का बैटविंग आकार व्यापक प्रतिबाधा बैंडविड्थ के साथ एक एंटीना पैदा करता है। आठ बैटविंग एंटेना तक आमतौर पर ऊर्ध्वाधर रूप से ढेर किए जाते हैं और टीवी प्रसारण के लिए एक उच्च लाभ सर्वदिशात्मक एंटेना बनाने के लिए चरण में दिए जाते हैं। कम वीएचएफ एनालॉग टीवी प्रसारण बैंड पर व्यापक बैंडविड्थ की आवश्यकता थी, क्योंकि 6 मेगाहर्ट्ज टीवी चैनल बैंडविड्थ आवृत्ति का लगभग 10 प्रतिशत था। अंतरिक्ष यान एंटीना वृत्ताकार ध्रुवीकरण का उपयोग अंतरिक्ष यान (उपग्रह और मिसाइल) संचार के लिए किया गया था, क्योंकि वृत्ताकार ध्रुवीकरण एंटीना के सापेक्ष अभिविन्यास के प्रति संवेदनशील नहीं है, और अंतरिक्ष वाहन के एंटीना में ग्राउंड एंटीना के संबंध में कोई अभिविन्यास हो सकता है। ग्राउंड स्टेशन के लिए अक्सर उच्च लाभ वाले यागी टर्नस्टाइल एंटेना का उपयोग किया जाता था। यू. एस. नाइकी मिसाइल कार्यक्रम ने टेलीमेट्री के लिए अक्षीय मोड का उपयोग किया और चतुर्भुज धाराओं को मजबूर करने के लिए संशोधित द्विध्रुव तकनीक का उपयोग किया। बाहरी लिंक निर्माण योजनाएँ एक संचालन ग्राउंड प्लेन ग्रंथ सूची के ऊपर टर्नस्टाइल एंटीना का विकिरण $16-7: टर्नस्टाइल एंटीना, पीपी। 726-729। संदर्भ रेडियो आवृत्ति एंटीना प्रकार एंटीना (रेडियो) एस. वी.: वेंडकोरसैंटेन