એન્ટેના એન્ડ વેવ પ્રોપેગેશન (4341106) - વિન્ટર 2023 સોલ્યુશન

પ્રશ્ન 1(અ) [3 ગુણ]

#

વ્યાખ્યાયિત કરો: (1) ડાયરેક્ટિવિટી, (2) ગેઇન, અને (3) HPBW

ઉત્તર:

કોષ્ટક: મહત્વના અન્ટેના પરિમાણો

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DGH: દિશા ગેઇન હાફ-પાવર”

પ્રશ્ન 1(બ) [4 ગુણ]

#

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના ગુણધર્મોની સૂચિ બનાવો

ઉત્તર:

કોષ્ટક: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના ગુણધર્મો

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “TVNPER: ટ્રાન્સવર્સ વેગ નો-માધ્યમ પોલરાઇઝ્ડ એનર્જી રિફ્લેક્શન”

પ્રશ્ન 1(ક) [7 ગુણ]

#

ઈલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોના નિર્માણનો ભૌતિક ખ્યાલ સમજાવો

ઉત્તર:

આકૃતિ: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગનું નિર્માણ

graph TD
    A[ત્વરિત આવેશ] -->|ઉત્પન્ન કરે છે| B[સમય-ભિન્ન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર]
    B -->|ઉત્પન્ન કરે છે| C[સમય-ભિન્ન ચુંબકીય ક્ષેત્ર]
    C -->|ઉત્પન્ન કરે છે| D[સમય-ભિન્ન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર]
    D --> C
    C --> E[સ્વ-પ્રસરણશીલ EM તરંગ]

• આવેશનું ત્વરણ: જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક આવેશો ત્વરિત થાય છે, ત્યારે તેઓ બદલાતા ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રો ઉત્પન્ન કરે છે
• ક્ષેત્ર જોડાણ: બદલાતું ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર બદલાતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે અને તેનાથી ઉલટું પણ થાય છે
• સ્વ-પ્રસરણ: ક્ષેત્રોના ચક્રીય નિર્માણથી તરંગો કોઈ માધ્યમ વિના પ્રવાસ કરી શકે છે
• ક્ષેત્ર અભિમુખતા: ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો એકબીજાને અને પ્રસરણની દિશાને લંબરૂપ હોય છે
• ઊર્જા વહન: તરંગ પ્રસરણ સાથે ઊર્જા ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો વચ્ચે વારાફરતી આવે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CASES: ચાર્જ એક્સેલરેશન સેલ્ફ-પ્રોપેગેટ્સ ઇલેક્ટ્રો-મેગ્નેટિક સિગ્નલ્સ”

પ્રશ્ન 1(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

સેન્ટર ફેડ ડાયપોલ માંથી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્ર કેવી રીતે વિકિરણ થાય છે તે સમજાવો

ઉત્તર:

આકૃતિ: સેન્ટર-ફેડ ડાયપોલમાંથી ક્ષેત્ર વિકિરણ

graph TD
    A[આવર્તક પ્રવાહ ઇનપુટ] -->|ઉત્પન્ન કરે છે| B[આવર્તક આવેશો]
    B -->|ઉત્પન્ન કરે છે| C[સમય-ભિન્ન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર]
    C -->|ઉત્પન્ન કરે છે| D[સમય-ભિન્ન ચુંબકીય ક્ષેત્ર]
    C --> E[EM તરંગ વિકિરણ]
    D --> E

• સેન્ટર ફીડિંગ: ડાયપોલના કેન્દ્રમાં AC સિગ્નલ આપવાથી આવર્તક પ્રવાહ ઉત્પન્ન થાય છે
• આવેશ વિતરણ: પ્રવાહ ડાયપોલના છેડા પર વિરુદ્ધ આવેશો ઉત્પન્ન કરે છે જે AC આવૃત્તિ સાથે બદલાય છે
• ક્ષેત્ર નિર્માણ: આવર્તક આવેશો સમય-ભિન્ન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે
• ચુંબકીય જોડાણ: સમય-ભિન્ન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર લંબરૂપ ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન કરે છે
• નજીક/દૂરના ક્ષેત્રો: ડાયપોલની નજીક, ક્ષેત્રો જટિલ હોય છે; ડાયપોલથી દૂર, ક્ષેત્રો એકસમાન વિકિરણ પેટર્ન બનાવે છે
• વિકિરણ પેટર્ન: ડાયપોલ અક્ષને લંબરૂપે મહત્તમ વિકિરણ, અક્ષ સાથે શૂન્ય વિકિરણ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CORONA: કરંટ ઓસિલેટ્સ, રેડિએશન ઓકર્સ, નીયર-ફાર એરિયાઝ”

પ્રશ્ન 2(અ) [3 ગુણ]

#

રેઝોનન્ટ અને નોન-રેઝોનન્ટ એન્ટેનામાં તફાવત કરો

ઉત્તર:

કોષ્ટક: રેઝોનન્ટ બનામ નોન-રેઝોનન્ટ અન્ટેના

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “RESI: રેઝોનન્ટ એક્ઝિબિટ્સ સ્ટેન્ડિંગ-વેવ્સ ઇમ્પિડન્સ-રિયલ”

પ્રશ્ન 2(બ) [4 ગુણ]

#

યાગી એન્ટેના સમજાવો અને તેની રેડિયેશન લાક્ષણિકતાઓની ચર્ચા કરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: યાગી-ઉદા અન્ટેનાની સંરચના

• સંરચના: એક રિફ્લેક્ટર, એક ડ્રાઇવન એલિમેન્ટ અને અનેક ડાયરેક્ટર્સ ધરાવે છે
• દિશાત્મકતા: ડાયરેક્ટર્સની દિશામાં ઉચ્ચ દિશાત્મકતા (8-12dB)
• ગેઇન: વધુ ડાયરેક્ટર્સ સાથે ઉચ્ચ ગેઇન (15dB સુધી)
• બેન્ડવિડ્થ: કેન્દ્ર આવૃત્તિનો 2-5%
• એપ્લિકેશન્સ: ટીવી રિસેપ્શન, પોઇન્ટ-ટુ-પોઇન્ટ કોમ્યુનિકેશન, એમેચ્યોર રેડિયો

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DRAGONS: ડાયરેક્શનલ રિફ્લેક્ટર એન્ડ ગેઇન-ઇમ્પ્રુવિંગ ડાયરેક્ટર્સ ઓફર નેરો સિગ્નલ્સ”

પ્રશ્ન 2(ક) [7 ગુણ]

#

રેઝોનન્ટ વાયર એન્ટેનાની રેડિયેશન લાક્ષણિકતાઓનું વર્ણન કરો અને λ/2, 3λ/2 અને 5λ/2 એન્ટેનાનું કરંટ વિતરણ દોરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: રેઝોનન્ટ વાયર એન્ટેનામાં કરંટ વિતરણ

• અર્ધ-તરંગ (λ/2): કેન્દ્રમાં પ્રવાહ મહત્તમ, છેડા પર શૂન્ય; વિકિરણ પેટર્ન આંકડા-આઠ આકારની હોય છે
• ત્રણ અર્ધ-તરંગ (3λ/2): ત્રણ પ્રવાહ મહત્તમ, λ/2 બિંદુઓ પર ફેઝ રિવર્સલ; વિકિરણ પેટર્નમાં અનેક લોબ્સ
• પાંચ અર્ધ-તરંગ (5λ/2): પાંચ પ્રવાહ મહત્તમ, વધુ જટિલ વિકિરણ પેટર્ન અનેક લોબ્સ સાથે
• સ્થાયી તરંગો: બધા રેઝોનન્ટ અન્ટેનામાં સ્થાયી તરંગ પ્રવાહ વિતરણ જોવા મળે છે
• ફીડ પોઇન્ટ: ઉત્તમ પ્રતિબાધા મેચિંગ માટે સામાન્ય રીતે પ્રવાહ મહત્તમ પર હોય છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “NODE: નંબર ઓફ ડિસ્ટ્રિબ્યુશન્સ ઇક્વલ્સ વેવલેન્થ-મલ્ટિપલ”

પ્રશ્ન 2(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

બ્રોડ સાઇડ અને એન્ડ ફાયર એરે એન્ટેનામાં તફાવત કરો

ઉત્તર:

કોષ્ટક: બ્રોડસાઇડ બનામ એન્ડ ફાયર એરે અન્ટેના

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PEPS: પરપેન્ડિક્યુલર એલિમેન્ટ્સ પ્રોડ્યુસ સાઇડવેઝ રેડિએશન”

પ્રશ્ન 2(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

લુપ એન્ટેના સમજાવો અને તેની રેડીયેસન લાક્ષણિકતાઓની ચર્ચા કરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: લુપ અન્ટેના

• સંરચના: એક તરંગલંબાઈ અથવા ઓછી પરિધિવાળા બંધ-લૂપ વાહક
• પ્રકારો: નાની લૂપ્સ (પરિધિ < λ/10) અને મોટી લૂપ્સ (પરિધિ ≈ λ)
• ધ્રુવીકરણ: ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ લૂપના સમતલમાં ધ્રુવીકૃત
• વિકિરણ પેટર્ન: નાની લૂપ્સ માટે આંકડા-આઠ પેટર્ન, મોટી લૂપ્સ માટે વધુ દિશાત્મક
• એપ્લિકેશન્સ: દિશા શોધ, AM રિસેપ્શન, RFID ટૅગ્સ
• પ્રતિબાધા: નાની લૂપ્સ માટે ઉચ્ચ પ્રતિબાધા, મોટી લૂપ્સ માટે રેઝોનન્ટ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “SPIRAL: સ્મોલ પેટર્ન્સ ઇન રિસીવિંગ એન્ડ લોકેટિંગ સિગ્નલ્સ”

પ્રશ્ન 2(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

નોન રેઝોનન્ટ વાયર એન્ટેનાની રેડિયેશન લાક્ષણિકતાઓનું વર્ણન કરો અને λ/2, 3λ/2 અને 5λ/2 એન્ટેનાની રેડિયેશન પેટર્ન દોરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: વાયર અન્ટેનાની વિકિરણ પેટર્ન

• નોન-રેઝોનન્ટ ગુણધર્મો: સ્થાયી તરંગોને બદલે પ્રવાસી તરંગો
• λ/2 અન્ટેના: સરળ દ્વિદિશાત્મક પેટર્ન, વાયરને લંબરૂપે મહત્તમ વિકિરણ
• 3λ/2 અન્ટેના: અનેક લોબ્સ, સાઇડ લોબ્સ સાથે વધુ જટિલ પેટર્ન
• 5λ/2 અન્ટેના: અનેક મુખ્ય અને સાઇડ લોબ્સ સાથે વધુ જટિલ પેટર્ન
• ફીડ પોઇન્ટ પ્રતિબાધા: નોન-રેઝોનન્ટ, સામાન્ય રીતે પ્રતિબાધા મેચિંગની જરૂર પડે છે
• બેન્ડવિડ્થ: રેઝોનન્ટ અન્ટેના કરતાં વધારે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “TWIST: ટ્રાવેલિંગ વેવ્સ ઇન્ક્રીઝ સાઇડ-લોબ ટ્રાન્સમિશન”

પ્રશ્ન 3(અ) [3 ગુણ]

#

માઇક્રો સ્ટ્રીપ (પેચ) એન્ટેના પર ટૂંકી નોંધ લખો

ઉત્તર:

આકૃતિ: માઇક્રોસ્ટ્રિપ પેચ અન્ટેનાની સંરચના

• સંરચના: ડાઇઇલેક્ટ્રિક સબસ્ટ્રેટ પર ધાતુનો પેચ અને નીચે ગ્રાઉન્ડ પ્લેન
• કદ: સામાન્ય રીતે અર્ધ-તરંગલંબાઈનું કદ
• પ્રોફાઇલ: નીચી-પ્રોફાઇલ, હલકા વજન, સરળતાથી બનાવી શકાય
• વિકિરણ: પેચના કિનારાઓથી વિકિરણ, ઓમ્નિદિશાત્મક અથવા દિશાત્મક પેટર્ન
• એપ્લિકેશન્સ: મોબાઇલ ઉપકરણો, ઉપગ્રહો, GPS રિસીવર્સ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PSALM: પેચ સબસ્ટ્રેટ અબવ લેયર ઓફ મેટલ”

પ્રશ્ન 3(બ) [4 ગુણ]

#

હેલિકલ એન્ટેના સમજાવો અને તેની રેડિયેશન લાક્ષણિકતાઓની ચર્ચા કરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: હેલિકલ એન્ટેના

• સંરચના: ગ્રાઉન્ડ પ્લેન ઉપર હેલિક્સ આકારમાં વેલાયેલા વાહક તાર
• મોડ્સ: એક્સિયલ મોડ (એન્ડ-ફાયર) અને નોર્મલ મોડ (બ્રોડસાઇડ)
• એક્સિયલ મોડ: જ્યારે પરિધિ ≈ λ હોય, ત્યારે હેલિક્સ અક્ષ સાથે વિકિરણ
• નોર્મલ મોડ: જ્યારે પરિધિ « λ હોય, ત્યારે અક્ષને લંબરૂપે વિકિરણ
• ધ્રુવીકરણ: એક્સિયલ મોડમાં વર્તુળાકાર ધ્રુવીકરણ
• એપ્લિકેશન્સ: ઉપગ્રહ સંચાર, અવકાશ ટેલિમેટ્રી, રેડિયો ખગોળશાસ્ત્ર

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “MOCHA: મોડ ઓફ સર્ક્યુલર હેલિક્સ એન્ટેનાઝ”

પ્રશ્ન 3(ક) [7 ગુણ]

#

હોર્ન એન્ટેના સમજાવો અને તેની રેડિયેશન લાક્ષણિકતાઓની ચર્ચા કરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: હોર્ન એન્ટેનાના પ્રકારો

• સંરચના: વેવગાઇડ સાથે ફ્લેર્ડ એન્ડ જે મુક્ત અવકાશ સાથે પ્રતિબાધા મેળ કરે છે
• પ્રકારો: પિરામિડલ (લંબચોરસ), સેક્ટોરલ (E-પ્લેન અથવા H-પ્લેન), અને કોનિકલ (વર્તુળાકાર)
• દિશાત્મકતા: 10-20 dB, માત્ર વેવગાઇડ કરતાં વધારે
• બેન્ડવિડ્થ: ખૂબ પહોળી બેન્ડવિડ્થ
• વિકિરણ પેટર્ન: નાના સાઇડ લોબ્સ સાથે મુખ્ય લોબ
• એપ્લિકેશન્સ: માઇક્રોવેવ સંચાર, રડાર, ઉપગ્રહ ટ્રેકિંગ, EMC પરીક્ષણ
• ફાયદાઓ: ઉચ્ચ ગેઇન, સરળ નિર્માણ, નીચો VSWR

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “POWERS: પિરામિડલ ઓર વાઇડનિંગ એન્ડ રેડિએટ્સ સ્ટ્રોંગલી”

પ્રશ્ન 3(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

સ્લોટ એન્ટેના પર ટૂંકી નોંધ લખો

ઉત્તર:

આકૃતિ: સ્લોટ એન્ટેના

• સંરચના: વાહક સપાટી પર કાપેલો લંબચોરસ/વર્તુળાકાર સ્લોટ
• બાબિનેટનો સિદ્ધાંત: ડાયપોલ એન્ટેનાનો પૂરક
• વિકિરણ પેટર્ન: ડાયપોલ જેવું પરંતુ E અને H ક્ષેત્રો આંતરિત થયેલા
• ધ્રુવીકરણ: ઇલેક્ટ્રિક ફીલ્ડ સ્લોટની લંબાઈને લંબરૂપ
• પ્રતિબાધા: ડાયપોલની તુલનામાં ઉચ્ચ પ્રતિબાધા
• એપ્લિકેશન્સ: વિમાન, અવકાશયાન, બેઝ સ્ટેશન, ફ્લશ માઉન્ટિંગ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “CROPS: કોમ્પ્લિમેન્ટરી રેડિએશન ઓપનિંગ પર્પેન્ડિક્યુલર ટુ સર્ફેસ”

પ્રશ્ન 3(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર એન્ટેના સમજાવો અને તેની રેડિયેશન લાક્ષણિકતાઓની ચર્ચા કરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર એન્ટેના

• સંરચના: ફોકલ પોઇન્ટ પર ફીડ સાથે પેરાબોલિક રિફ્લેક્ટર
• કાર્ય સિદ્ધાંત: રિફ્લેક્ટરથી સમાંતર કિરણો ફોકલ પોઇન્ટ પર એકત્રિત થાય છે
• દિશાત્મકતા: ખૂબ જ ઉચ્ચ (30-40 dB)
• બીમવિડ્થ: ખૂબ જ સાંકડી, વ્યાસના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં
• કાર્યક્ષમતા: ફીડ ડિઝાઇન પર આધારિત 50-70%
• એપ્લિકેશન્સ: ઉપગ્રહ સંચાર, રેડિયો ખગોળશાસ્ત્ર, રડાર સિસ્ટમ્સ
• પ્રકારો: પ્રાઇમ ફોકસ, કેસેગ્રેન, ઓફસેટ ફીડ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DISH: ડાયરેક્ટિંગ ઇનકમિંગ સિગ્નલ્સ ટુ હબ”

પ્રશ્ન 3(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

V અને ઊંધી V એન્ટેનાનું વર્ણન કરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: V અને ઊંધી V એન્ટેના

કોષ્ટક: V અને ઊંધી V એન્ટેનાની તુલના

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “VIVA: V ઇઝ વર્ટિકલ અરેન્જમેન્ટ, ઇન્વર્ટેડ V એઇમ્સ ડાઉનવર્ડ”

પ્રશ્ન 4(અ) [3 ગુણ]

#

વ્યાખ્યાયિત કરો: (1) રીફ્લેક્શન, (2) રીફ્રેક્શન અને (3) ડીફ્રેક્શન

ઉત્તર:

કોષ્ટક: તરંગ ઘટનાની વ્યાખ્યાઓ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “RRD: રિબાઉન્ડિંગ, રિડાયરેક્ટિંગ, ડિટૂર”

પ્રશ્ન 4(બ) [4 ગુણ]

#

સંચાર માટે HAM રેડિયો એપ્લિકેશનની સૂચિ બનાવો

ઉત્તર:

કોષ્ટક: HAM રેડિયો એપ્લિકેશન્સ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “EDSDMVP: ઇમરજન્સી DX સેટેલાઇટ ડિજિટલ મોર્સ વોઇસ પબ્લિક-સર્વિસ”

પ્રશ્ન 4(ક) [7 ગુણ]

#

આયનોસ્ફિયરના સ્તરો અને આકાશી તરંગોના પ્રસારને સમજાવો

ઉત્તર:

આકૃતિ: આયનોસ્ફેરિક સ્તરો અને સ્કાય વેવ પ્રોપેગેશન

graph TD
    A[ટ્રાન્સમીટર] -->|સ્કાય વેવ| B[F2 સ્તર: 250-400 km]
    A -->|સ્કાય વેવ| C[F1 સ્તર: 150-250 km]
    A -->|સ્કાય વેવ| D[E સ્તર: 90-150 km]
    A -->|સ્કાય વેવ| E[D સ્તર: 60-90 km]
    B -->|પરાવર્તન| F[લાંબા અંતરે રિસીવર]
    C -->|પરાવર્તન| F
    D -->|પરાવર્તન/અવશોષણ| F
    E -->|અવશોષણ| G[સિગ્નલ નુકસાન]

• D સ્તર (60-90 km): દિવસના પ્રકાશમાં અસ્તિત્વમાં રહે છે, 10 MHz નીચેના HF સિગ્નલોને શોષે છે
• E સ્તર (90-150 km): 3-5 MHz સિગ્નલોને પરાવર્તિત કરે છે, દિવસ દરમિયાન વધુ મજબૂત, ઉનાળામાં સ્પોરાડિક-E
• F1 સ્તર (150-250 km): માત્ર દિવસ દરમિયાન, રાત્રે F2 સાથે ભળી જાય છે
• F2 સ્તર (250-400 km): મુખ્ય પરાવર્તક સ્તર, લાંબા અંતરના HF સંચારને સક્ષમ બનાવે છે
• પ્રસરણ પરિબળો:
  • વર્ચ્યુઅલ હાઇટ: પરાવર્તનની દેખીતી ઊંચાઈ
  • ક્રિટિકલ ફ્રિકવન્સી: ઊંચી તરફ પરાવર્તિત મહત્તમ આવૃત્તિ
  • MUF: આપેલા અંતર માટે મહત્તમ ઉપયોગી આવૃત્તિ
  • સ્કિપ ડિસ્ટન્સ: સ્કાય વેવ રિસેપ્શન માટે ન્યૂનતમ અંતર

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DEFV: D-એબ્ઝોર્બ્સ, E-રિફ્લેક્ટ્સ, F-પ્રોવાઇડ્સ વેરી-લોંગ-ડિસ્ટન્સ”

પ્રશ્ન 4(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

વ્યાખ્યાયિત કરો: (1) MUF, (2) LUF અને (3) સ્કીપ અંતર

ઉત્તર:

કોષ્ટક: આયનોસ્ફેરિક પ્રોપેગેશન શબ્દો

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “MLS: મેક્સિમમ-હાયેસ્ટ, લોવેસ્ટ-મિનિમમ, સ્કિપ-નિયરેસ્ટ”

પ્રશ્ન 4(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

સંચારના HAM રેડિયો ડિજિટલ મોડ્સની સૂચિ બનાવો

ઉત્તર:

કોષ્ટક: HAM રેડિયો ડિજિટલ મોડ્સ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “FIRST PAD: FT8 ઇઝ RTTY SSTV ધેન પેકેટ APRS ડિજિટલ-વોઇસ”

પ્રશ્ન 4(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

અવકાશ તરંગોના પ્રસારને સમજાવો

ઉત્તર:

આકૃતિ: સ્પેસ વેવ પ્રોપેગેશન

graph LR
    A[ટ્રાન્સમીટર] -->|ડાયરેક્ટ વેવ| B[રિસીવર]
    A -->|ગ્રાઉન્ડ રિફ્લેક્ટેડ વેવ| B
    A -->|ટ્રોપોસ્ફેરિક સ્કેટર| C[એક્સ્ટેન્ડેડ રેન્જ રિસીવર]
    A -->|ડક્ટિંગ| D[વધુ એક્સ્ટેન્ડેડ રેન્જ]

    subgraph ટ્રોપોસ્ફિયર
    A
    B
    C
    D
    E[તાપમાન ઇન્વર્ઝન સ્તર]
    end
    
    A -->|ફોલોઝ| E -->|વેવગાઇડ ઇફેક્ટ| D

• ઘટકો: ડાયરેક્ટ વેવ, ગ્રાઉન્ડ-રિફ્લેક્ટેડ વેવ, ટ્રોપોસ્ફેરિક વેવ્સ
• સીધી દૃષ્ટિ: પૃથ્વીની વક્રતાથી મર્યાદિત પ્રાથમિક પદ્ધતિ
• આવૃત્તિ રેન્જ: VHF, UHF, અને માઇક્રોવેવ આવૃત્તિઓ
• ટ્રોપોસ્ફેરિક સ્કેટરિંગ: ફોરવર્ડ સ્કેટરિંગ ક્ષિતિજથી આગળની રેન્જ વિસ્તારે છે
• ડક્ટ પ્રોપેગેશન:
  • તાપમાન ઇન્વર્ઝન સ્તરોમાં થાય છે
  • સિગ્નલોને ટ્રેપ કરતી વેવગાઇડ અસર બનાવે છે
  • ખૂબ લાંબા અંતર VHF/UHF પ્રસારણને શક્ય બનાવે છે
• અસર કરતા પરિબળો: એન્ટેનાની ઊંચાઈ, ભૂમિ, વાતાવરણીય પરિસ્થિતિઓ
• એપ્લિકેશન્સ: ટીવી પ્રસારણ, માઇક્રોવેવ લિંક્સ, મોબાઇલ સંચાર

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “DRIFT: ડાયરેક્ટ રિફ્લેક્શન ઇન્વર્ઝન ફોરવર્ડ ટ્રોપોસ્ફેરિક”

પ્રશ્ન 5(અ) [3 ગુણ]

#

વ્યાખ્યા કરો: (1) બીમ એરિયા (2) બીમ કાર્યક્ષમતા, અને (3) અસરકારક અપર્ચર

ઉત્તર:

કોષ્ટક: અન્ટેના બીમ પરિમાણો

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “BEA: બીમ એફિશિયન્સી એપર્ચર”

પ્રશ્ન 5(બ) [4 ગુણ]

#

સ્માર્ટ એન્ટેનાની જરૂરિયાતનું વર્ણન કરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: સ્માર્ટ એન્ટેનાના ફાયદા

graph TD
    A[સ્માર્ટ એન્ટેના] -->|પ્રદાન કરે છે| B[વધારેલી ક્ષમતા]
    A -->|પ્રદાન કરે છે| C[વધારેલો કવરેજ]
    A -->|ઘટાડે છે| D[હસ્તક્ષેપ]
    A -->|સુધારે છે| E[સિગ્નલની ગુણવત્તા]
    A -->|બચાવે છે| F[બેટરી પાવર]
    A -->|સક્ષમ કરે છે| G[સ્પેશિયલ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ]

• ક્ષમતા સુધારણા: એક જ બેન્ડવિડ્થમાં વધુ વપરાશકર્તાઓને સેવા આપે છે
• કવરેજ વધારો: ઊર્જા કેન્દ્રિત કરીને રેન્જ વિસ્તારે છે
• હસ્તક્ષેપ ઘટાડો: અનિચ્છનીય સિગ્નલ્સને શૂન્ય કરે છે
• સિગ્નલ ગુણવત્તા: બીમ કેન્દ્રિત કરવા દ્વારા વધુ સારો SNR
• ઊર્જા કાર્યક્ષમતા: ઓછી ટ્રાન્સમિટ પાવર જરૂરિયાતો
• સ્પેશિયલ મલ્ટિપ્લેક્સિંગ: એક જ આવૃત્તિમાં અનેક ડેટા સ્ટ્રીમ્સ
• એડેપ્ટિવ ઓપરેશન: બદલાતા વાતાવરણ સાથે ગતિશીલ રીતે અનુકૂલન

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “PRECISE: પાવર રિડક્શન, એન્હાન્સ્ડ કવરેજ, ઇન્ટરફેરન્સ સપ્રેશન, એન્હાન્સ્ડ સિગ્નલ”

પ્રશ્ન 5(ક) [7 ગુણ]

#

DTH રીસીવર ઇન્ડોર અને આઉટડોર બ્લેક ડાયાગ્રામ દોરો અને તેના કાર્યોની ચર્ચા કરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: DTH સિસ્ટમ બ્લોક ડાયાગ્રામ

graph LR
    subgraph આઉટડોર યુનિટ
    A[ડિશ એન્ટેના] -->|એકત્રિત કરે છે| B[LNB - લો નોઇઝ બ્લોક]
    end

    subgraph ઇનડોર યુનિટ
    C[ટ્યુનર] --> D[ડિમોડ્યુલેટર]
    D --> E[ડિકોડર]
    E --> F[MPEG પ્રોસેસર]
    F --> G[વિડિયો/ઓડિયો આઉટપુટ]
    H[સ્માર્ટ કાર્ડ] --> E
    I[યુઝર ઇન્ટરફેસ] --> E
    end
    
    B -->|કોએક્સિયલ કેબલ| C

આઉટડોર યુનિટ ઘટકો અને કાર્યો:

• ડિશ એન્ટેના: ઉપગ્રહ સિગ્નલ એકત્રિત કરે છે, સામાન્ય રીતે 45-90 સેમી વ્યાસ
• LNB (લો નોઇઝ બ્લોક):
  • ઉચ્ચ આવૃત્તિના ઉપગ્રહ સિગ્નલ (10-12 GHz) ને નીચી IF આવૃત્તિઓ (950-2150 MHz) માં રૂપાંતરિત કરે છે
  • લઘુતમ ઘોંઘાટ સાથે નબળા સિગ્નલ્સને મજબૂત કરે છે
  • સ્થાનિક ઓસિલેટર અને ધ્રુવીકરણ પસંદગી ધરાવે છે

ઇનડોર યુનિટ ઘટકો અને કાર્યો:

• ટ્યુનર: ઇચ્છિત ટ્રાન્સપોન્ડર આવૃત્તિ પસંદ કરે છે
• ડિમોડ્યુલેટર: મોડ્યુલેટેડ કેરિયરમાંથી ડિજિટલ સિગ્નલ અલગ કરે છે
• ડિકોડર: સ્માર્ટ કાર્ડ અધિકૃતતા વાપરીને એન્ક્રિપ્ટેડ ચેનલોને ડિક્રિપ્ટ કરે છે
• MPEG પ્રોસેસર: વિડિયો/ઓડિયો ડેટા સ્ટ્રીમ્સને ડિકમ્પ્રેસ કરે છે
• યુઝર ઇન્ટરફેસ: ઓન-સ્ક્રીન મેનુ, પ્રોગ્રામ ગાઇડ, ચેનલ પસંદગી
• સ્માર્ટ કાર્ડ: સબ્સ્ક્રિપ્શન વિગતો અને ડિક્રિપ્શન કી ધરાવે છે

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “COLD-TDUMS: કલેક્શન, ઓસિલેટર, લો-નોઇઝ, ડાઉનકન્વર્ઝન - ટ્યુનર ડિમોડ્યુલેટર અનસ્ક્રેમ્બલર MPEG સ્માર્ટ-કાર્ડ”

પ્રશ્ન 5(અ) અથવા [3 ગુણ]

#

વ્યાખ્યાયિત કરો: (1) એન્ટેના, (2) ફોલ્ડેડ ડાયપોલ, અને (3) એન્ટેના એરે

ઉત્તર:

કોષ્ટક: એન્ટેના વ્યાખ્યાઓ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “AFA: એન્ટેના ફોલ્ડેડ એરે”

પ્રશ્ન 5(બ) અથવા [4 ગુણ]

#

સ્માર્ટ એન્ટેનાના ઉપયોગનું વર્ણન કરો

ઉત્તર:

કોષ્ટક: સ્માર્ટ એન્ટેના એપ્લિકેશન્સ

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “MBMRSWI: મોબાઇલ બેઝ MIMO રડાર સેટેલાઇટ Wi-Fi IoT”

પ્રશ્ન 5(ક) અથવા [7 ગુણ]

#

ટેરેસ્ટ્રીયલ મોબાઈલ કોમ્યુનિકેશન એન્ટેના સમજાવો અને બેઝ સ્ટેશન અને મોબાઈલ સ્ટેશન એન્ટેના વિશે પણ ચર્ચા કરો

ઉત્તર:

આકૃતિ: મોબાઇલ કોમ્યુનિકેશન એન્ટેનાના પ્રકારો

graph TD
    A[ટેરેસ્ટ્રીયલ મોબાઇલ એન્ટેના] --> B[બેઝ સ્ટેશન એન્ટેના]
    A --> C[મોબાઇલ સ્ટેશન એન્ટેના]

    B --> D[પેનલ એન્ટેના]
    B --> E[સેક્ટર એન્ટેના]
    B --> F[ઓમ્નિડાયરેક્શનલ એન્ટેના]
    B --> G[સ્માર્ટ એન્ટેના]
    
    C --> H[વ્હિપ એન્ટેના]
    C --> I[હેલિકલ એન્ટેના]
    C --> J[પ્લેનર ઇન્વર્ટેડ-F એન્ટેના]
    C --> K[ઇન્ટરનલ PCB એન્ટેના]

બેઝ સ્ટેશન એન્ટેના:

• પેનલ/સેક્ટર એન્ટેના: પ્રતિ સેક્ટર 65°-120° કવરેજ, સામાન્ય રીતે સાઇટ દીઠ ત્રણ સેક્ટર
• લાક્ષણિકતાઓ:
  • ઉચ્ચ ગેઇન (10-18 dBi)
  • ઊભું ધ્રુવીકરણ
  • ડાઉનટિલ્ટ ક્ષમતા (યાંત્રિક અથવા ઇલેક્ટ્રિકલ)
  • મલ્ટી-બેન્ડ ઓપરેશન
• ઊંચાઈ: મહત્તમ કવરેજ માટે 15-50m ઊંચા ટાવર પર લગાવેલ
• પેટર્ન કંટ્રોલ: અડજસન્ટ સેલમાં હસ્તક્ષેપને ન્યૂનતમ કરે છે

મોબાઇલ સ્ટેશન એન્ટેના:

• બાહ્ય એન્ટેના: આજે ઓછા સામાન્ય, મુખ્યત્વે વાહનો અથવા ગ્રામીણ વિસ્તારો માટે
  • વ્હિપ એન્ટેના (¼λ મોનોપોલ)
  • નમનીયતા માટે હેલિકલ ડિઝાઇન
• આંતરિક એન્ટેના: હવે હેન્ડસેટમાં પ્રબળ
  • PIFA (પ્લેનર ઇન્વર્ટેડ-F એન્ટેના)
  • PCB ટ્રેસ એન્ટેના
  • લાક્ષણિકતાઓ:
    • નાનું કદ
    • મલ્ટી-બેન્ડ ઓપરેશન
    • ઓમ્નિડાયરેક્શનલ પેટર્ન
    • ઓછી કાર્યક્ષમતા (સામાન્ય રીતે -3 થી -6 dBi)

યાદ રાખવાનું સૂત્ર: “BEST-POMME: બેઝ-સ્ટેશન એક્સટર્નલ સેક્ટર ટાવર - પોર્ટેબલ ઓમ્નિડાયરેક્શનલ મલ્ટી-બેન્ડ મોબાઇલ એમ્બેડેડ”