অ্যান্টেনা লাভ এবং বিমফর্মিং

1. অ্যান্টেনা লাভ

এন্টেনাঅ্যান্টেনা বিকিরণ প্যাটার্নের নির্দেশিকা পরিমাপ করার জন্য একটি পরামিতি। উচ্চ-লাভ অ্যান্টেনাগুলি অগ্রাধিকারমূলকভাবে নির্দিষ্ট দিকগুলিতে সংকেত বিকিরণ করবে। অ্যান্টেনার লাভ হল একটি নিষ্ক্রিয় ঘটনা যেখানে অ্যান্টেনা দ্বারা শক্তি যোগ করা হয় না, তবে অন্যান্য আইসোট্রপিক অ্যান্টেনা নির্গত হওয়ার চেয়ে এক দিকে আরও বিকিরণকারী শক্তি সরবরাহ করার জন্য কেবল পুনরায় বিতরণ করা হয়। লাভ dBi এবং dBd এ পরিমাপ করা হয়:

1) dBi: রেফারেন্স আইসোট্রপিক অ্যান্টেনা লাভ;

2) dBd: ডাইপোল অ্যান্টেনার লাভ উল্লেখ করুন।

ব্যবহারিক প্রকৌশলে, একটি রেফারেন্স হিসাবে একটি আইসোট্রপিক রেডিয়েটারের পরিবর্তে একটি অর্ধ-তরঙ্গ ডাইপোল ব্যবহার করা হয়। লাভ (ডাইপোলের উপর ডিবি) তারপর ডিবিডিতে দেওয়া হয়। dBd এবং dBi এর মধ্যে সম্পর্ক নীচে দেওয়া হল:

dBi = dBd + 2.15

লাভ নির্ধারণ করার সময় অ্যান্টেনা ডিজাইনারদের অবশ্যই অ্যান্টেনার নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশন বৈশিষ্ট্যগুলি বিবেচনা করতে হবে:

1) উচ্চ-লাভ অ্যান্টেনাগুলির দীর্ঘ পরিসরের সুবিধা রয়েছে এবং আরও ভাল সিগন্যাল মানের, তবে অবশ্যই একটি নির্দিষ্ট দিকে সারিবদ্ধ হতে হবে;

2) লো-গেইন অ্যান্টেনার রেঞ্জ রেঞ্জ ছোট, কিন্তু অ্যান্টেনার দিক অপেক্ষাকৃত বড়।

2. বিমফর্মিং

2.1 নীতি এবং প্রয়োগ

বিমফর্মিং (বিমফর্মিং বা স্থানিক ফিল্টারিং নামেও পরিচিত) হল একটি সিগন্যাল প্রসেসিং কৌশল যা নির্দেশমূলক পদ্ধতিতে সংকেত পাঠাতে এবং গ্রহণ করতে সেন্সর অ্যারে ব্যবহার করে। ফেজ অ্যারের মৌলিক উপাদানগুলির পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করে, বিমফর্মিং কৌশলটি কিছু কোণের সংকেতগুলিকে ফেজের হস্তক্ষেপ প্রাপ্ত করে এবং অন্যান্য কোণের সংকেতগুলি নির্মূলের হস্তক্ষেপ প্রাপ্ত করে। বিমফর্মিং ট্রান্সমিটিং এন্ড এবং সিগন্যালের রিসিভিং এন্ড উভয়েই ব্যবহার করা যেতে পারে। সরল বোঝাপড়া শিখর থেকে শিখর হতে পারে, পিক থেকে ট্রফ হতে পারে, যা শিখরের দিক থেকে শিখরের লাভকে বাড়িয়ে তুলবে।

বিমফর্মিং এখন 5G অ্যান্টেনা অ্যারেতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, অ্যান্টেনাগুলি হল প্যাসিভ ডিভাইস, এবং 5G সক্রিয় অ্যান্টেনাগুলি উচ্চ-লাভের বিমফর্মিংকে বোঝায়। স্বাভাবিক ইকুইফেসে দুটি পয়েন্টের উত্সের লাভ হল 3dB, এবং 5G-এর অ্যান্টেনা পোর্ট 64-এর থেকে বেশি, তাই 5G ডিরেক্টিভিটির লাভ কত। বিমফর্মিং এর একটি বড় বৈশিষ্ট্য হল ফেজ পরিবর্তনের সাথে সাথে বিমফর্মিংয়ের দিক পরিবর্তন হয়, তাই এটি চাহিদা অনুযায়ী সামঞ্জস্য করা যায়।

প্রথম চিত্র থেকে দেখা যায়, যখন প্রধান লোব তৈরি করা হয়, তখন একটি গ্রিড লোব তৈরি করা হবে যেখানে অনেকগুলি চূড়া রয়েছে। গ্রিড লোবের প্রশস্ততা প্রধান লোবের সমান, যা প্রধান লোবের লাভকে হ্রাস করবে, যা অ্যান্টেনা সিস্টেমের প্রতিকূল। তাহলে কিভাবে গ্রেটিং লোব অপসারণ করা যায়, আসলে, আমরা বিমফর্মিং ---- ফেজের মূল কারণ জানি। যতক্ষণ পর্যন্ত দুটি ফিডারের মধ্যে দূরত্ব এক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কম হয়, এবং ফিডারগুলি ধ্রুবক প্রশস্ততা এবং পর্যায়ে থাকে, গেট লোব প্রদর্শিত হবে না। তারপর, যখন ফিডারগুলি বিভিন্ন পর্যায়ে থাকে এবং ফিড-দূরত্ব এক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কম এবং অর্ধেক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বেশি হয়, তখন একটি গেট লোব তৈরি হয় কিনা তা ফেজ বিচ্যুতি ডিগ্রী দ্বারা নির্ধারিত হয়। যখন ফিডের দূরত্ব অর্ধেক তরঙ্গদৈর্ঘ্যের কম হয়, তখন কোন গেট লোব তৈরি হয় না। নিচের চিত্র থেকে তা বোঝা যাবে।

2.2 বিমফর্মিংয়ের সুবিধা

দুটি অ্যান্টেনা সিস্টেমের তুলনা করুন এবং অনুমান করুন যে উভয় অ্যান্টেনা দ্বারা নির্গত মোট শক্তি ঠিক একই।

ক্ষেত্রে 1, অ্যান্টেনা সিস্টেমটি সমস্ত দিকে প্রায় একই পরিমাণ শক্তি বিকিরণ করে। অ্যান্টেনার চারপাশে থাকা তিনটি UeS (ব্যবহারকারীর সরঞ্জাম) প্রায় একই পরিমাণ শক্তি পাবে, তবে বেশিরভাগ শক্তি অপচয় করবে যা সেই UE-তে নির্দেশিত নয়।

ক্ষেত্রে 2, বিকিরণ প্যাটার্নের সংকেত শক্তি ("বিম") বিশেষভাবে "গঠিত" হয় যাতে UE-এর দিকে পরিচালিত বিকিরণ শক্তি বাকি UE-এর দিকে নির্দেশিত না হওয়ার চেয়ে শক্তিশালী হয়।

উদাহরণস্বরূপ, 5G কমিউনিকেশনে, বিভিন্ন অ্যান্টেনা ইউনিট দ্বারা প্রেরিত সিগন্যালগুলির প্রশস্ততা এবং ফেজ (ওজন) সামঞ্জস্য করে, এমনকি তাদের প্রচারের পথ ভিন্ন হলেও, যতক্ষণ পর্যন্ত মোবাইল ফোনে পৌঁছানোর সময় ফেজ একই থাকে, সিগন্যাল সুপারপজিশন বর্ধিতকরণের ফলাফল অর্জন করা যেতে পারে, যা মোবাইল ফোনের অ্যান্টেনা অ্যারেতে একটি অ্যান্টেনা সিগন্যালের সমতুল্য। নীচের ছবিতে দেখানো হয়েছে:

2.3 মরীচি "গঠন"

একটি মরীচি গঠনের সবচেয়ে সহজ উপায় হল একটি অ্যারেতে একাধিক অ্যান্টেনা সাজানো। এই অ্যান্টেনা উপাদানগুলিকে সারিবদ্ধ করার অনেক উপায় রয়েছে, তবে সবচেয়ে সহজ একটি হল অ্যান্টেনাগুলিকে একটি লাইন বরাবর সারিবদ্ধ করা, যেমনটি নিম্নলিখিত উদাহরণে দেখানো হয়েছে।

দ্রষ্টব্য: এই উদাহরণ চিত্রটি Matlab PhaseArrayAntenna টুলবক্স দ্বারা তৈরি করা হয়েছে।

একটি অ্যারেতে উপাদানগুলিকে সাজানোর আরেকটি উপায় হল উপাদানগুলিকে দ্বি-মাত্রিক বর্গক্ষেত্রে সাজানো, যেমনটি নিম্নলিখিত উদাহরণে দেখানো হয়েছে।

এখন আরেকটি দ্বি-মাত্রিক অ্যারে বিবেচনা করুন যেখানে অ্যারের আকারটি একটি বর্গক্ষেত্র নয়, যেমনটি নীচে দেখানো হয়েছে। আপনি যে অন্তর্দৃষ্টি পেতে পারেন তা হল মরীচি আরও উপাদানের অক্ষ বরাবর আরও সংকুচিত হয়।

2.4 বিমফর্মিং প্রযুক্তি

বিমফর্মিং অর্জনের বিভিন্ন উপায় রয়েছে:

1) স্যুইচিং অ্যারে অ্যান্টেনা: এটি একটি অ্যান্টেনা সিস্টেমের অ্যারে থেকে বেছে বেছে অ্যান্টেনা খোলা/বন্ধ করে বিমের প্যাটার্ন (বিকিরণের ফর্ম) পরিবর্তন করার একটি কৌশল।

2) ডিএসপি-ভিত্তিক ফেজ প্রক্রিয়াকরণ: এটি প্রতিটি অ্যান্টেনার মধ্য দিয়ে যাওয়া সিগন্যালের ফেজ পরিবর্তন করে মরীচি অভিযোজন প্যাটার্ন (বিকিরণের ফর্ম) পরিবর্তন করার একটি কৌশল। একটি ডিএসপির সাহায্যে, আপনি একটি নির্দিষ্ট বীম ওরিয়েন্টেশন প্যাটার্ন তৈরি করতে প্রতিটি অ্যান্টেনা পোর্টের সিগন্যাল ফেজ পরিবর্তন করতে পারেন যা এক বা একাধিক নির্দিষ্ট UE-এর জন্য সর্বোত্তম কাজ করে।

3) প্রিকোডিং দ্বারা বীমফর্মিং: এটি এমন একটি কৌশল যা একটি নির্দিষ্ট প্রিকোডিং ম্যাট্রিক্স প্রয়োগ করে বিম ওরিয়েন্টেশন প্যাটার্ন (রেডিয়েশন ফর্ম) পরিবর্তন করে।