Wednesday, June 28, 2017

සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලිය (Amateur radio) 119

0
දීසි ඇන්ටනාවකින් සිදු වන්නේ ඊට සමාන්තරව රේඛීයව වැටෙන විකිරණ (තල තරංග – plane waves) නාභිගත කිරීමනෙ. මෙතෙක් අප සලකා බැලුවේ එම ගති ගුණයයි. එනම් මෙතෙක් අප සලකා බැලුවේ ආදායක ඇන්ටනාවක් ලෙස එය භාවිතා කරන අන්දමයි. මෙහි විලෝම ක්‍රියාවත් ඉතා වැදගත්ය. එනම් යම් ඇන්ටනාවකින් වටේටම විහිදෙන විකිරණය (ගෝලීය තරංග – spherical waves) යම් නිශ්චිත එක දිශාවකට පමණක් යොමු කිරීමටත් ඊට හැකියි. මෙවිට දීසි ඇන්ටනාව සම්ප්‍රේෂක ඇන්ටනාවක් ලෙස භාවිතා වේ.


සම්ප්‍රේෂක ඇන්ටනාවක් ලෙස දීසි ඇන්ටනාවේ වැදගත්කම කියා නිම කළ නොහැකිය. සාමාන්‍ය ඇන්ටනාවකින් නිකුත් වන විකිරණය ඈතට යන්නට යන්නට අවකාශය පුරා පැතිරෙනවානෙ. එනිසා ඉතා සීඝ්‍රයෙන් සංඥා ප්‍රබලතාව දුරත් සමඟ හීන වේ. වටේටම සංඥා පැතිරවීමට අවශ්‍ය විට සාමාන්‍ය ඇන්ටනාව ඉතාම යෝග්‍ය වේ. එහෙත් රේඩියෝ තරංග යැවිය යුත්තේ නිශ්චිත ස්ථානයකට පමණක් නම්, සාමාන්‍ය ඇන්ටනාව ඉතාම අකාර්යක්ෂම වේ. එය හරියට යමෙකුට පෞද්ගලික පනිවුඩයක් කනට කොඳුරා කිය යුතු වුවත් පත්තරේ දමා එය කියන්නා සේය.

එහෙත් පෙර පැවසූ ලෙස දීසි ඇන්ටනාවකින් විකිරණ පිට වන්නේ සිහින් කදම්භයක් සේය. එනිසා එම කදම්භය නිශ්චිත දිශාවට පමණක් එල්ල කළ විට අදාල ස්ථානයට පමණක් විකිරණය ගමන් කරනවා. ඉන් වාසි කිහිපයක් අත් වෙනවා. එකක් නම්, අනවශ්‍ය ස්ථානවලට විකිරණය ගමන් කරන්නේ නැත; එනිසා ජවය/ශක්තිය බොහෝසේ ඉතිරි වේ. තවද, සන්නිවේදනයේ ආරක්ෂාවද වැඩි වේ මොකද අවශ්‍ය ස්ථානයෙන් පිටතට පනිවුඩය රැගත් රේඩියෝ සංඥා ගමන් නොකරන නිසා. චන්ද්‍රිකා සමඟ සන්නිවේදනයේදී දීසි ඇන්ටනා යොදා ගැනීමට අවශ්‍ය තවත් හේතුවක් එය වේ.

දීසි ඇන්ටනාවක් තල තරංග ගෝලීය තරංග බවට හෝ එහි විලෝමයනෙ සිදු කරන්නේ. ඊට එම හැකියාව ලැබී තිබෙන්නේ පහත රූපයේ මැනවින් පෙන්වා දෙන කදිම ගතිලක්ෂණය නිසාය. එනිසා, L ලෙස පෙන්වා තිබෙන මට්ටමේදී තල තරංග පවතින හෝ සෑදෙන අතර, F ස්ථානයේදී ගෝලීය තරංග පැවතීම හෝ සෑදීම සිදු වේ. පැරබෝලා එකකදී නාභියේ සිට දීසියේ ඕනෑම තැනකට කිරණයක් වැදුණු විට (FP1 සලකමු), එම කිරණය රූපයේ පෙන්වා ඇති ලෙස දීසියේ කටින් නික්මෙන්නේ දීසියේ අක්ෂයට සමාන්තරවයි (P1Q1). එලෙසම නාභියේ සිට නික්මෙන අනෙක් කිරණ ගැනත් සිතිය යුතුය. මෙවිට දීසි කටින් නික්මෙන සියලු කිරණ එකිනෙකට සමාන්තර වේ. දීසි කටට උඩින් දීසියේ අක්ෂයට ලම්භකව L ලෙස යම් රේඛාවක් ඇන්ද විට කදිම සම්බන්දතාවක් ඇති වේ. එනම්, නාභියේ සිට පිටවන ඕනෑම කිරණයක් දීසියේ වැදී පරාවර්තනය වී L තලය/රේඛාවට ළඟාවන විට එම සියලු කිරණවල දිගවල් සමාන වේ - එනම්, FP1Q1=FP2Q2=FP3Q3 ආදි ලෙස.


විකිරණය ඉතාම කුඩා කදම්භයක් (ප්‍රදේශයක්) ලෙස පවතින නිසා දීසි ඇන්ටනාවල ගේන් එක අන් කිසිදු ඇන්ටනාවකට වඩා වැඩිය. දීසියේ විශාලත්වය හා සංඥා තරංග ආයාමය අතර සම්බන්දතාවක් ඇත. එනම්, තරංග ආයාමයට සාපේක්ෂව දීසිය විශාල වන විට, ඇන්ටනාවේ ගේන් එක වැඩි වේ; විකිරණ කදම්භය තව තවත් සිහින් වේ. පහත සූත්‍රයෙන් බීම්විත් එක සෙවිය හැකිය. D යනු දීසියේ විශ්කම්භය වේ.

BeamWidth = 70λ/D

දීසි ඇන්ටනාවක ගේන් එක පහත ආකාරයට ගණනය කළ හැකිය. d යනු දීසියේ විශ්කම්භය වේ (වක්‍රතාව අමතක කර). මෙහි eA යනු aperture efficiency යන සාධකය වන අතර එහි අගය දළ වශයෙන් 0.55ත් 0.77 අතර වේ. මෙම සාධකයෙන් කරන්නේ ගේන් එක තරමක් අඩු අගයක් ලෙස පෙන්වීමයි. ඊට හේතුව, ගේන් එක ගණනය කරන විට නොසලකා හැරපු තවත් කරුණු කිහිපයක් තිබෙන අතර, ඒ සෑම කරුණකින්ම ගේන් එක අඩු වේ. තරංග ආයාමයට සාපේක්ෂව දීසිය විශාල වන විට ගේන් එක වැඩි වන සූත්‍රයෙන්ද පැහැදිලි වේ.


දීසිය තනි ඝන තහඩුවකින්ම සෑදීම අත්‍යවශ්‍ය නොවේ. එය සන්නායක දැලකින් (mesh) පවා සෑදිය හැකිය. එහිදී දැලේ සිඳුරක විශ්කම්භය ඇන්ටනාව භාවිතා කරන්නට බලාපොරොත්තු වන කුඩාම තරංග ආයාමයෙන් 1/10 පංගුවකට වඩා කුඩා විය යුතුය. ඇත්තටම, මෙලෙස දැලකින් ඇන්ටනාව සෑදු විට වාසිද තිබේ. ඇන්ටනාව සැහැල්ලු වේ (එවිට සවි කිරීම පහසු වේ). වියදම අඩු වේ. ඇන්ටනාව සෑදීම පහසු වේ. දැඩි සුළඟට ඔරොත්තු දේ (මොකද දැල හරහා සුළං යන නිසා). හිරු රශ්මිය නාභිගත වීම අවම වේ.


සමහර දීසීවල දැලක් වෙනුවට ලෝහ දඬු (bars) දක්නට ලැබේ. එහිදීද දඬු දෙකක් අතර පරතරය කුඩාම තරංග ආයාමයෙන් 1/10 පංගුවකට වඩා කුඩා විය යුතුය. ඉහත කී සියලු වාසි මෙහි ඇති අතර අමතර වාසියක්ද ඇත. එනම්, දීසිය පරාවර්තක රාජකාරියට අමතරව පොලරයිසර් එකක රාජකාරියද සිදු කරනවා. එනම්, ඉන් පරාවර්තනය වී ෆීඩ්හෝන් එකට එන්නේ එක්කෝ සිරස් නැතිනම් තිරස් ධ්‍රැවීයකරණය වූ කිරණ පමණි. කූරු තිබෙන්නේ සිරස්ව නම් (පහත රූපයේ ආකාරයට), ෆීඩ්හෝන් එකට එන්නේ සිරස්ව ධ්‍රැවීකරණය වූ රේඩියෝ තරංග වන අතර, කූරු තිරස්ව තිබේ නම් ෆීඩ්හෝන් එකට එන්නේ තිරස්ව ධ්‍රැවීකරණය වූ රේඩියෝ තරංග වේ.


තවද, දීසිය ඉතා හොඳන් දිලිසෙන ආකාරයෙන් නොතිබිය යුතුය. ඊට හේතුව එවිට හිරු රස්නයද එය විසින් නාභිගත කිරීමයි. එවිට නාභියේදී අධික රස්නයක් ජනනය වී (සූර්ය උදුනක් බවටද එය පත් වෙමින්) එහි තිබෙන ෆීඩ්හෝන් හා අනෙක් පරිපථ කොටස් පිලිස්සී යාවි. එනිසා, දැල් හෝ දඬු සහිත දීසිය මීට තරමක් හොඳින් ඔරොත්තු දේ. තනි තහඩු ආකාරයේ දීසියක් යොදා ගත්තත්, ඊට matte (දිස්න නොගහන) වර්ණයක් ආලේප කළ යුතුය (දිලිසෙන්නේ නැති වෙන්න).

පැරබොලික් පරාවර්තකයේ නාභියේ තමයි කුඩා ඇන්ටනාව තිබෙන්නේ. ඉහත feedhorn හෝ feed horn හෝ නිකංම feed ලෙස දක්වා ඇති කොටස තුලයි ඇන්ටනාව පිහිටා තිබෙන්නේ. සංඥා සංඛ්‍යාතය වෙනස් වන විට ෆීඩ්හෝන් එකද වෙනස් කිරීමට සිදු වේ. ෆීඩ්හෝර්න් එක තුල තිබෙන කුඩා ඇන්ටනාව සරල ඩයිපෝල් ඇන්ටනාවක් වීමම අවශ්‍ය නැත; horn antenna වැනි වෙනත් ආකාරයක ඇන්ටනාවක්ද විය හැකිය (ඩීෂ් සඳහා බහුලවම භාවිතා වන ඇන්ටනාව මෙයයි). උදාහරණයක් ලෙස පහත රූපයේ දැක්වෙන්නේ හේලිකල් ඇන්ටනාව් නාභියේ රඳවා තිබෙන ආකාරයයි.


එම ඇන්ටනාව සිරස් හෝ තිරස් ලීනියර් පොලරයිසේෂන් විය හැකිය. එහෙත් චන්ද්‍රිකාවලින් බොහෝවිට වාමාවර්ථ හෝ දක්ෂිණාවර්ථ සර්ක්‍යුලර්ලි පොලරයිස්ඩ් සංඥායි එවන්නේ සිරස් හෝ තිරස් ලීනියර්ලි පොලරයිස්ඩ් සංඥා වෙනුවට; එනිසා ෆීඩ්හෝන් එක තුල තිබෙන ඇන්ටනාව හැමවිටම අදාල සම්ප්‍රේෂකයේ පොලරයිසේෂන් එකට ගැලපෙන සේ තිබිය යුතුය. මීට පෙර පොලරයිසේෂන් ගැන කළ විස්තර මෙහිදී අදාල වේ.


හැමවිටම වාගේ දීසි ඇන්ටනාවක LNB (Low Noise Block) downcoverter නම් උපාංගයක් ෆීඩ්හෝන් එකට පසුව ඇත. මෙය අධිසංඛ්‍යාත (මයික්‍රොවේව්) සංඥා වර්ධකයකි. එනිසා මීට අමතර විදුලි බලයද සැපයිය යුතුය. එම විදුලිය ඇත්ත වශයෙන්ම ඇන්ටනා කේබලයෙන්ම සැපයේ සැටලයිට් රිසීවරය මඟින්. තවද, එහි නමෙහිම වැදගත් කාරණා දෙකක් කියැවේ.

එකක් නම්, එම උපාංගයේ නොයිස් එක අඩු බවයි. ඒ කියන්නේ ඇන්ටනාවෙන් ග්‍රහණය කරගත් ඉතා දුර්වල සංඥා වර්ධනය කරන විට, ඊට අලුතින් ඝෝෂාව එකතු වීම ඉතාම අඩු බවයි. LNB එකකින් සංඥාවට එකතුවන ඝෝෂාවේ ප්‍රමාණය පිළිබඳ මිම්ම එහි noise figure ලෙස හැඳින්වෙන අතර, ඩෙසිබෙල් ඒකකයෙන් එය මැනේ (හැකිතරම් කුඩා අගයක් විය යුතුය). අවශ්‍ය නම් Kelvin නම් ඒකකයෙන්ද එය දැක්විය හැකියි (කෙල්වින් යනු උෂ්ණත්වය මනින සම්මත ඒකකයයි; සෙල්සියස් හෝ ෆැරන්හයිට් යනු උෂ්ණත්වය මනින ප්‍රචලිත ඒකක දෙක වුවත් එම දෙකම සම්මත නොවේ).

අනෙක් කාරණාව, එය ඩවුන්කන්වර්ටර් එකක් බවයි. එනම්, ඉහල සංඛ්‍යාතයක් අතරමැදි පහල සංඛ්‍යාතයක් (intermediate frequency – IF) බවට පත් කරයි. උදාහරණයක් ලෙස, චන්ද්‍රිකාවේ සිට සංඥා එන්නේ ගිගාහර්ට්ස් 10 සිට 10.2 සංඛ්‍යාත පරාසයෙන් නම්, ඉහත ආකාරයට එම සංඥා වර්ධනය කර මෙම උපාංගයෙන් එම සංඥාව මෙගාහර්ට්ස් 700 සිට 900 පරාසයේ සංඥාවක් බවට පත් කළ හැකියි. මෙහිදී සංඥාවේ සංඛ්‍යාතය (කැරියර් ෆ්‍රීක්වන්සි) අඩු වුවත්, එහි ගබඩා වී තිබෙන තොරතුරුවලට කිසිවක් නොවේ. ඒ කියන්නේ එය මූර්ජක පරිපථයකි. ඉස්සර චන්ද්‍රිකා සංඥා එවීමේදී ඇනලොග් මූර්ජන ක්‍රම යොදා ගත්තත් දැන් ඩිජිටල් ක්‍රමයි යොදා ගන්නේ.

බොහෝ LNB වල ෆීඩ්හෝන් එකක්ද එකතු කර ඇති අතර ඒවා LNBF (LNB with integrated Feedhorn) ලෙස හැඳින්වේ. වෙන වෙනම එම දෙක පවතිනවාට වඩා එකට පවතින විට ලාභදායක මෙන්ම ලොස් එකද අවම කර ගත හැකිය.


ඉහත රූපයේ LNBF එකක් දක්වා ඇත. මෙවන් උපාංගයක් ඇතුලත බැලූ විට පහත ආකාරයේ පරිපථයක් දක්නට ලැබෙන අතර, එම පරිපථය තමයි LNB එක. බලන්න පහත පරිපථයේ විශාල සිඳුරක් තිබෙනවා. මෙම සිඳුරට තමයි හෝන් ඇන්ටනාවේ කෙලවර වේව්ගයිඩ් කොටස සෙට් වෙන්නේ. එම වේව්ගයිඩය තුලින් එන විදුලි සංඥාව පහත පරිපථයේ එම සිඳුරට අභිමුඛ කර ඇති ලෝහ කූරු (මෙම කූරු probe ලෙස හැඳින්වේ) මඟින් උකහා ගෙන පරිපථයෙන් වර්ධනය කිරීම හා අඩු සංඛ්‍යාතයක් බවට පත් කිරීම සිදු වේ (මෙවන් කූරු එකක් හෝ එකිනෙකට ලම්භකව කූරු දෙකක් වශයෙන් යෙදේ).


ප්‍රෝබ් එක ඇන්ටනා මොනෝපෝලයක් ලෙස ක්‍රියාත්මක වේ. එනිසා, සංඥා ප්‍රභවයේ (චන්ද්‍රිකාවේ) සිට එන සංඥාවේ පොලරයිසේෂන් එකට ගැලපෙන සේ එය පිහිටිය යුතුය (align). ඒ සඳහා, මෙම කූරු එලයින් වීම පිනිස LNBF එක කරකැවිය හැකිය. අංශක 90කින් පොලරයිසේෂන් එක වෙනස් විට, සංඥාව පොඩ්ඩක්වත් ග්‍රහනය නොවනු ඇති. එනිසා හරියට කරකවා පොලරයිසේෂන් එක සෙට් කළ විට සංඥාව හායනය නොවී පිටතට ලබා ගත හැකිය (පොලරයිසේෂන් ගැන විස්තරාත්මකව මීට පෙර අප ඉගෙන ගත්තා).

ඇත්තටම මෙම ගතිගුණය චන්ද්‍රිකාවලදී වාසියකට හරහවා ගෙන ඇත. එනම්, (දළ වශයෙන්) එකම සංඛ්‍යාතයේ (සංඛ්‍යාත පරාසයේ) එකිනෙකට වෙනස් සංඥා දෙකක් එකවර එවනවා පොලරයිසේෂන් අංශක 90කින් වෙනස් කරමින්. උදාහරණයක් ලෙස, 5001-5002MHz යන පරාසය තුල යම් සංඥාවක් එවනවා යැයි සිතමු. දැන් ඇත්තටම එක සංඥාවක් වෙනුවට සංඥා දෙකක්ම එවිය හැකියි එම සංඛ්‍යාත පරාසය තුලම. එහිදී (අපි සිතමු) එක් සංඥාවක් සිරස් පොලරයිසේෂන් එකෙනුත් අනෙක් සංඥාව තිරස් පොලරයිසේෂන් එකෙනුත් එවනවා. මේ සඳහා වෙන වෙනම ඇන්ටනා දෙකකුත් අවශ්‍ය බව අමුතුවෙන් කිව යුතු නොවේ.

ඉතිං, ඉහත රූපයේ ආකාරයට එකිනෙකට ලම්භකව ප්‍රෝබ් 2ක් සවි කර තිබෙන විට හා එය යම් චන්ද්‍රිකාවකට වරක් නිවැරදිව කරකවා ගෙන අලයින් කර ගත් විට, එකනෙකට වෙනස් පොලරයිසේෂන් දෙකෙන්ම තිබෙන සංඥා ග්‍රහනය කර ගත හැකියි වෙන වෙනම. ඉන්පසු සුදුසු පරිපථයකින් අවශ්‍ය පොලරයිසේෂන් එක (එනම් අවශ්‍ය ප්‍රෝබ් එක) තේරිය හැකියි. කුමන් ප්‍රෝබ් එක සක්‍රිය කරන්නද (තෝරාගන්නද) කියා සැටලයිට් රිසීවරයෙන් LNBF එකට දැනුම් දෙන්නේ සැටලයිට් රිසීවරයෙන් LNBF එකට ලබා දෙන විදුලියේ වෝල්ටියතාව වෙනස් කිරීමෙනි (උදාහරණයක් ලෙස, වෝල්ට් 13ක් වන විට සිරස් ප්‍රෝබ් එකද, 18ක් වන විට තිරස් ප්‍රෝබ් එකද තෝරා ගනීවි). එවිට, වෙන වෙනම LNB දෙකක් වරින් වර මාරු කර කර සිටින්නට අවශ්‍ය නොවේ.

ඉහත විස්තර කළ ලෙස සැටලයිට් රිසීවරයේ සිට යම් යම් සරල උපදෙස lnb එකට යැවිය හැකියි. එමඟින් “බුද්ධිමත්” (එනම් රාජකාරි ගණනාවක් සිදු කරන) lnb එකක් සකස් කර ගත හැකිය. එවිට, lnb එක මෙන්ම සැට් රිසීවරයද එකිනෙකට ගැලපිය යුතුය (එනම් සැට් රිසීවරයෙන් එවන පනිවුඩ lnb එක විසින් තේරුම් ගැනීමට හැකි විය යුතුය). උදාහරණයක් ලෙස, ඉහත සඳහන් කළ තිරස් හෝ සිරස් පොලරයිසේෂන් එක තේරීමේදී සැට් රිසීවරය එම සුදුසු වෝල්ටියතා මට්ටම් දෙක එවිය යුතු සේම lnb පරිපථය විසින් ඊට සුදුසු ප්‍රතිචාර දැක්වීමට හැකි විය යුතුය.

ඇත්තටම වෝල්ටියතා මට්ටම් දෙක වෙනස් කරනවාට වඩා දියුණු ක්‍රමයක්ද තිබෙනවා. එහිදී සැට් රිසීවරය විසින් යම් නිශ්චිත අවසංඛ්‍යාතයන් (කිලෝහර්ට්ස් කිහිපයක) සාදා ඒවා සපෝට් කරන lnb එකකට එවනවා. උදාහරණයක් ලෙස, 23kHz ක දුබල විදුලි සංඥාවක් සැට් රිසීවරය විසින් නිපදවා එය lnb එකට එවිය හැකියි අහවල් වැඩේ කරන්න කියා. ඊට අමතරව, 27kHz ක තවත් සංඥාවක් එවිය හැකියි වෙනත් රාජකාරියක් එවීමට. ඇත්තටම මෙවන් lnb ද නිපදවා තිබෙනවා.

සමහර lnbf තිබෙනවා අවුට්පුට් පෝට් කිහිපයක්ම තිබෙන. මේවා පොදුවේ mult-output lnbf ලෙස හැඳින්වේ. පොට් 2ක් තිබෙන විට dual/twin output lnbf ලෙසද, පෝට් 4ක් තිබෙන විට quad output lnbf ලෙසද ආදි ලෙසත් ඒවා නම් කෙරේ. මෙහිදී වෙනස් රිසීවර් කිහිපයක් වෙන වෙනම එම පෝට්වලට සවි කෙරේ. පහත දැක්වෙන්නේ පෝට් 8ක් ඇති එකකි.


LNB විසින් සංඥාවේ සංඛ්‍යාතය අඩු කරන්නේ ප්‍රායෝගික වාසියක් නිසාය. සන්නිවේදනයේදී විවිධ රෙගුලාසි හා ප්‍රායෝගික හේතුන් නිසා ගිගාහර්ට්ස් කලාපයේ රේඩියෝ තරංග භාවිතා කිරීමට සිදු වුවත්, එවැනි අධිසංඛ්‍යාත පරිපථ සමඟ වැඩ කිරීම අපහසුය (සමහරවිට වියදමද වැඩිය). උදාහරණ ලෙස අධිසංඛ්‍යාතයන් වයර් හරහා ගෙන යෑම අපහසු වන අතර කරදරකාරි වේව්ගයිඩ් යොදා ගැනීමට සිදු වේ. මෙම කරදරයෙන් මිදීමට අප එදිනෙදා භාවිතා කරන සන්නිවේදන උපකරණවල සංඛ්‍යාත පරාසය පවතින්නේ මෙගාහර්ට්ස් කලාප තුලයි. එනිසා, එම උපකරණ සපෝට් කරන යම් සංඛ්‍යාත පරාසයකට චන්ද්‍රිකා තරංගය පත් කිරීමට සිදු වෙනවා. උදාහරණයක් ලෙස, චන්ද්‍රිකාවේ සිට ගිගාහර්ට්ස් ගණනකින් එන සංඥාව මෙගාහර්ට්ස් කර සැටලයිට් රිසීවරයට ලබා දෙනවා.

ඉතිං, ඩිෂ් ඇන්ටනාවක ප්‍රධාන කොටස් 3 ගැනයි අප මේ කතා කළේ. සැටලයිට් රිසීවරය (satellite receiver) යනු ඇන්ටනාවේ ඍජු අංගයක් නොවේ. IRD (Integrated Receiver/Decoder) හෝ set-top box ලෙසද මේවා හැඳින්විය හැකිය (සෙට්ටොප් බොක්ස් යන්න තවත් අවස්ථාවලද යොදා ගැනේ). සැටලයිට් රිසීවරයකින් සිදු කරන්නේ කුමක්ද? සාමාන්‍යයෙන් සැටලයිට් එකේ සිට එවන සංඥා encrypt කර ඇත. එලෙස ජාත්‍යන්තරව සම්මත සැටලයිට් එන්ක්‍රිප්ට් ක්‍රම කිහිපයක්ම ඇත (bliss, Viaccess, digicipher, conax ආදිය). පෙර විස්තර කළ ලෙස සැටලයිට් ඇන්ටනාවෙන් හා එහි සංරචකවලින් සිදු කරන්නේ සංඥා අල්ලා ගෙන වර්ධනය කර පහල සංඛ්‍යාතයකට පත් කිරීම පමණි. එම සංඥාවේ අඩංගු දේට කුමක් කළ යුතුද යන්න ඇන්ටනාවේ වගකීම නොවෙයිනෙ. එම වගකීම මූලිකව දරන්නේ සැට් රිසීවරය විසිනි. මේ අනුව එන්ක්‍රිප්ට් කරපු සංඥා decrypt කරන්නේ සැට් රිසීවරය විසිනි.


එනිසා ඔබ භාවිතා කරන සැට් රිසීවරය ඔබට අදාල සේවා සපයන චන්ද්‍රිකාව (හෝ චන්ද්‍රිකා කිහිපය) විසින් භාවිතා කරන එන්ක්‍රිප්ට් ක්‍රමය සපෝට් කළ යුතුය. සැට් රිසීවරයට සිම්/ස්මාර්ට් කාඩ් එකක් ඇතුලු කිරීමටද ඇත. එම සිම් පත ඔබට අදාල සේවා සපයන ආයතනය විසින් සපයන අතර, ඩික්‍රිප්ට් කිරීමට අදාලව රහසිගත තොරතුරු සේවා ලාභියාට ලබා දෙන්නේ මෙම සිම්පත මඟිනි. ඒ සඳහා මුදල් ගෙවීමට සිදු වේ.

සටහන
ඇත්තටම මුදල් නොගෙවා අන්තර්ජාලයෙන් හෝ සාමාන්‍ය පරිගනක ජාලයක් හරහා මෙම රහසිගත තොරතුරු බෙදාහදා ගන්නා “හොර” ක්‍රමයක්ද තිබේ (card sharing - CS). මේ සඳහා කාඩ්ෂෙයාරිං පහසුකම තිබෙන සැට් රිසීවරයක් අවශ්‍ය වේ (එහි තිබේවි පරිගනක ජාලකයට සම්බන්ද විය හැකි ඊතර්නෙට් පෝට් එකක්). මෙහිදී සැට් රිසීවරය අන්තර්ජාලයට සම්බන්ද කෙරේ රවුටරයක් හරහා (ඔබේ මල්ටිපෝට් වයිෆයි රවුටරය). එලෙස ලොව පුරා විශාල පිරිසක් සම්බන්දව යම් “හොර ජාලයක්” සෑදේ. මෙම ජාලයේ යම් කෙනෙකු මුදල් ගෙවා ලබා ගන්නා සේවාවේ ඩික්‍රිප්ට් තොරතුරු අනෙක් අයගේ සැට් රිසීවර්වලටත් ලබා දේ (අනුන්ගේ පහනින් එලිය බලනවා වගෙයි). මෙවිට එම තොරතුරු ලබා ගත් අයටත් අර කාඩ් එකේ නියම අයිතිකාර කෙනාට බැලිය හැකි චැනල් බැලිය හැකියි. ඒ ගැන තවදුරටත් බලමු. පහත දැක්වෙන්නේ මෙවැනි ප්‍රචලිත සැට් රිසීවරයකි (dreambox).



චන්ද්‍රිකාවේ සිට එන සංඥා එන්ක්‍රිප් කර තිබේ. එම සංඥා ඩික්‍රිප්ට් කිරීමට key එකක් (බ්ට් 64ක පමණ ඩිජිටල් ඉලක්කම් පේලියක්) අවශ්‍ය වේ. මෙම කී එක control word ලෙස හැඳින්වේ. එම කී එකද කාලාන්තරයකට සැරයක් සැටලයිට් එකෙන් සැට් රිසීවර් වෙතට එවයි. එය එවන්නේද එන්ක්‍රිප්ට් කරලාය. එහෙත් ඔබේ සැට් රිසීවරයේ තිබෙන සිම් පතේ තිබෙන කී එකෙන් හැකියි එය ඩික්‍රිප්ට් කරන්නට. දැන් එම ඩික්‍රිප්ට් කරපු කන්ට්‍රෝල් වර්ඩ් එකෙන් තමයි එන්ක්‍රිප්ට් කරලා තිබෙන සියලු සංඥා ඩික්‍රිප්ට් කරන්නේ. ඉතිං, කාඩ්ෂෙයාරිං මඟින් සිදු කරන්නේ ඔරිජිනල් කාඩ් එක සහිත රිසීවරයෙන් ඩික්‍රිප්ට් කරපු කන්ට්‍රෝල් වර්ඩ් එක අනෙක් අය සමඟ ෂෙයාර් කිරීමයි. මෙම හොර ක්‍රමය අඩපන කිරීමටද ක්‍රම තිබේ (කන්ට්‍රෝල් වර්ඩ් එක සෑම තත්පර කිහිපයකට සැරයක්ම වෙනස් කිරීමෙන් හෝ කන්ට්‍රෝල් වර්ඩ් එක පිට කිරීමට බැරි විදියට රිසීවර් තැනීමෙන්).

චන්ද්‍රිකාවෙන් චන්ද්‍රිකාව ස්වාධීන නිසා ඇත්තටම ඕනෑම චන්ද්‍රිකාවක දත්තයක් වෙනත් චන්ද්‍රිකාවකට නොගැලපේ. එනිසා ඔබට එලෙස කාඩ් විස්තර ලැබිය යුත්තේ ඔබ සේවාව ලබන චන්ද්‍රිකාවට අදාලවයි. ඔබ දන්නවා චන්ද්‍රිකාවකින් ලෝකයේ විශාල භූමි ප්‍රමාණයක් ආවරණය කරනවා. එනිසා යම් චන්ද්‍රිකාවකට සම්බන්ද අය ලක්ෂ ගණනින් වන නිසා මෙම හොර ක්‍රමය අසාර්ථක නැත. උදාහරණයක් ලෙස, ඇමරිකාවේ යම් කෙනෙකු A නම් චන්ද්‍රිකාවකින් සේවා ලබන අතරේ එම චන්ද්‍රකාව ඔබේ ප්‍රදේශයට සේවා සපයන්නේ නැතිනම්, එම A නම් චන්ද්‍රිකාවට අදාලව ඇමරිකානුවාගෙන් කාඩ්ෂෙයාරිං ක්‍රමයට ඔබ ලබා ගත් විස්තර වැඩක් නැත.

සමහර චන්ද්‍රිකාවල සිට එන සංඥා එන්ක්‍රිප්ට් කර නැත. ඒවා මුදල් නොගෙවා සුදුසු ඇන්ටනාවකින් හා සැට් රිසීවරයකින් ග්‍රහනය කර ගත හැකිය. මෙවැනි චන්ද්‍රිකා ටීවී/රේඩියෝ චැනල් free to air (FTA) ලෙස හැඳින්වේ.

සැට් රිසීවරයක අනෙක් රාජකාරිය තමයි සංඥාව ඩික්‍රිප්ට් කළාට පසුව, එම සංඥාව තවත් සම්මත උපකරණයක් වෙත යොමු කිරීම. උදාහරණයක් ලෙස, ඩික්‍රිප්ට් කළ සංඥාව රූපවාහිනි යන්ත්‍රයකට යොමු කිරීම ගැන සිතන්න. රූපවාහිනි තාක්ෂණ කිහිපයක්ම ලෝකයේ ඇත (ලංකාවේ පැල් බී ක්‍රමය භාවිතා වේ දැනට). ඔබ ගන්නා සැට් රිසීවරය අදාල රූපවාහිනි තාක්ෂණය සපෝට් කළ යුතුය. ඉතිං, සැට් රිසීවරයට සිදු වෙනවා තමන් ලබා ගත් සංඥාව ටීවී සංඥාවක් බවට පත් කර සුදුසු කේබලයකින් අවුට්පුට් කරන්නට. දැන් එම පෝට් එක (HDMI port) හා ටීවී එක එකිනෙකට සුදුසු කේබලයකින් (HDMI cable) කනෙක්ට් කර සැටලයිට් ටීවී බැලිය හැකිය.

තවද, පෙරත් විස්තර කළ ලෙස, ස්මාට් lnb වලට විදුලි බලය සැපයීම මෙන්ම ඒවා පාලනය කිරීමද සැට් රිසීවරයේ වගකීමකි. මීට අමතරව ඇන්ටනාවට සම්බන්ද තවත් උපාංගද (DiSEqC වැනි) සැට් රිසීවරය විසින් පාලනය කෙරේ. ඩීසෙක් යනු උපකරණ දෙකක් අතර සන්නිවේදනය ඵලදායි ලෙස සිදු කිරීමට සාදා ගත් සම්මත ක්‍රම වේදයකි (protocol). ඩිෂ් ඇන්ටනාව සමහරවිට එය සීරුවට කරකැවිය හැකි විශේෂිත මෝටරයකට සවි කෙරේ. එමඟින් එකම දීසි ඇන්ටනාව අවශ්‍ය වෙලාවට චන්ද්‍රිකා කිහිපයකට වුවද යොමු කළ හැකි වේ. එහෙත් අතින් එය ඉතා නිවැරදිව ස්ථාන ගත කිරීම කාලය වැය වන වැඩකි. මෙවන් අවස්ථාවලදී විශේෂයෙන් සෑදූ මෝටරයකට සැට් රිසීවරයෙන් මීට පෙර කියූ ක්‍රමවලින් විධාන යැවිය හැකියි ඇන්ටනාව අහවල් ස්ථානයට යොමු වන ලෙස. මෙම විධාන තමයි ප්‍රෝටොකෝල් සම්මතයේදී අර්ථ දක්වා තිබෙන්නේ.

එලෙසම සමහරවිට එකම රිසීවරයට දීසි ඇන්ටනා කිහිපයක් වුවද (සමහරවිට 16ක් දක්වා) සම්බන්ද කර තිබිය හැකිය. මෙවිට අවශ්‍ය වෙලාවට ඉන් එක් ඇන්ටනාවක් සක්‍රිය කර අනෙක් ඒවා අක්‍රිය කෙරේ. ඩීසෙක් ප්‍රෝටොකෝලය මඟින් එයද සිදු කළ හැකියි සැටලයිට් රිසීවරය මඟින්. මෙවිට එක් එක් ඇන්ටනාව diseqc switch ලෙස හැඳින්වෙන ස්විචයකට සම්බන්ද කෙරේ. දැන් රිසීවරයෙන් මෙම ස්විචය පාලනය කෙරේ.


චන්ද්‍රිකාවක් සමඟ සන්නිවේදනය කිරීමට (සැටලයිට් ටීවී සඳහා) ඩිෂ් ඇන්ටනාවක් සවි කිරීම එතරම්ම පහසු නැත; එය නිවැරදිවම කළ යුතුය. සාමාන්‍යයෙන් සැට් ටීවී සඳහා යොදා ගන්නේ භූ-ස්ථාවර චන්ද්‍රිකා වේ. එනිසා ඔබේ නිවසේ යම් තැනක සිට භූ-ස්ථාවර චන්ද්‍රිකාවේ පිහිටීම වෙනස් නොවී දිගටම එකම තැන තිබෙනවා සේ පෙනේවි (මේ ගැන මීට පෙර චන්ද්‍රිකා පාඩමෙදී කතා කර තිබෙනවා). ඔබේ ඇන්ටනාව දිශාගත කළ යුත්තේ එවන් චන්ද්‍රිකාවක් දෙසටයි.


සෑම භූ ස්ථාවර චන්ද්‍රිකාවකම පිහිටුම නිශ්චිතය. ඔබට අවශ්‍ය චන්ද්‍රිකාවේ පිහිටුම ඔබ සතු විය යුතුය (අන්තර්ජාලයෙන් හෝ චන්ද්‍රිකා සේවාව සපයන අයගෙන් එම විස්තර ලබා ගත හැකිය). චන්ද්‍රිකාවක වේවා අභ්‍යවකාශ වස්තුවක වේවා නිශ්චිත පිහිටීම දක්වන මූලික ක්‍රම දෙකක් ඇත.

එකක් නම්, තමන් දැන් සිටින ස්ථානයේ සිට එය පිහිටා තිබෙන්නේ කෙසේද/කොහේද යන්නයි. ඇත්තටම මෙවැනි පිහිටුමක් භාවිතා කිරීම පහසුය. එහෙත් විවිධ අයගේ පිහිටීම වෙනස් නිසා එක් එක් කෙනාට ලැබෙන දත්තය වෙනස් වේ. ගණිතානුකූලව පවසනවා නම්, මෙහිදී තමන් සිටින ස්ථානය මූල ලක්ෂ්‍යය ලෙස ගෙන සකස් කළ ඛණ්ඩාංක පද්ධතියට සාපේක්ෂවයි වස්තුවේ පිහිටීම පවසන්නේ. මෙහිදී තමන් සිටින ස්ථානයේ සිට උතුර දිශාවට සාපේක්ෂව ඔරලෝසුවේ කටු කරකැවෙන දිශාවට කෝණය azimuth කියාද, තමන් සිටින ස්ථානයේදී ක්ෂිතිජයට (තිරස් තලයට) සාපේක්ෂව ඉහලට යන විට සෑදෙන කෝණය elevation කියාද කියනවා. මෙම ඇසිමත් හා එලිවේෂන් කෝණ දෙකෙන් කිව හැකියි යම් චන්ද්‍රිකාවක පිහිටුම.


දැන් සැටලයිට් ඇන්ටනාව නිසි ඇසිමත් හා එලිවේෂන් අගයන්ට කරකැවිය යුතුය.


දෙවැනි ක්‍රමය ලෝකයේ කොතැන සිටියත් වෙනස් නොවන පිහිටීම් දත්තයකි. මෙහිදී පෘථිවි පෘෂ්ටය මත අක්ෂාංශක දේශාංශක ක්‍රමය සාදා ගත් පරිදි ලෝකයටම පොදු ඛණ්ඩාංක පද්ධතියක් සාදා ගැනේ (පෘථිවියේ මධ්‍ය ලක්ෂ්‍යය කේන්ද්‍ර කරගනිමින්). මෙම ක්‍රමයෙන් පිහිටුම ලොවටම පොදු එකක් බැවින් පැටලීම් නැතිව ක්‍රමවත් ආකාරයෙන් පිහිටුම් දත්ත ලොවපුරා බෙදාහදා ගැනීමට මෙය උචිතය. එහෙත් මෙම දත්තය එකවර භාවිතා කිරීමට අපහසුය. එය ඒ ඒ කෙනා තමන් සිටින ස්ථානයට ගැලපෙන සේ සකසා (එලිවේෂන් හා ඇසිමත් අගයන් බවට පත් කර) භාවිතා කර ගත යුතුය.

භූ-ස්ථාවර චන්ද්‍රිකා හැමවිටම රැඳවිය හැක්කේ පෘථිවි කක්ෂයට හරියටම එක එල්ලේ ඉහලිනි (ක්ලාර්ක් කක්ෂය යැයි ඊට කියනවා). මේ නිසා සමකය මත ඔබ සිටී නම්, ඇන්ටනාව දල වශයෙන් උඩට මුහුනලා තිබිය යුතුය (එනම් එලිවේෂන් එක අංශක 90කි). එසේ උඩට මුහුන ලා තිබියදී බස්නාහිරට හෝ නැගෙනහිරට කරකැවිය යුතුය චන්ද්‍රිකාව තිබෙන තැනට එල්ල වන සේ (ඇසිමත් අගය එන තුරු). එහෙත්, ඔබ සිටින්නේ සමකයෙන් ඉහල ප්‍රදේශයක නම්, චන්ද්‍රිකාව දකුණු දිශාවට බර විය යුතුය. සමකයෙන් ඉහලට/උතුරු දෙසට වන්නට වන්නට ඇන්ටනාව දකුණට තව තවත් පහත් කළ යුතු වෙනවා. එලෙසම, ඔබ සිටින්නේ සමකයට යටින්/දකුණින් නම්, ඇන්ටනාව උතුරු පැත්තට බර කළ යුතු වෙනවා. අප සමකයට ආසන්නට නමුත් අංශක 8ක් පමණ උඩට වෙන්නට සිටින නිසා, ඇන්ටනාව තරමක් දකුණු පැත්තට බරවයි පවතින්නේ.

පහසුවෙනුත් ඉක්මනිනුත් ඇන්ටනාව නිවැරදි දිශාගත කිරීම සඳහා satellite finder නම් උපකරණයක්ද භාවිතා කළ හැකියි. ඇන්ටනාවේ ඇසිමත් හා එලිවේෂන් කෝණ සැකසීමට එය කරකැවිය යුතුය. ඒ සඳහා ඇන්ටනාවේ පිටුපස නට් බුරුල් කර එය සිදු කිරීමට අවකාශය තිබේ. දිශාව නිවැරදිව සොයා ගත් පසු lnb එකත් කරකවා පොලරයිසේෂන් එකත් නිවැරැදිව සකසා ගත යුතුය.


Read More »

Tuesday, June 27, 2017

සන්නිවේදනය හා ආධුනික ගුවන් විදුලිය (Amateur radio) 118

0

Horn Antenna

අධිසංඛ්‍යාතයන් සඳහා උචිත ඇන්ටනාවකි. waveguide එකක්ද මෙම ඇන්ටනාවේ ඇතුලත්ව ඇත. විශේෂයෙන්ම ඩිෂ් ඇන්ටනා සෑදීමේදී මෙය බහුලවම භාවිතා වේ. මෙය එක් දිශාවකට පමණක් විකිරණය යොමු කරන (හෝ එක් දිශාවකින් පමණක් රේඩියෝ තරංග ග්‍රහණය කරන) ඇන්ටනාවක් වන අතර, එනිසාම ගේන් එකත් විශාලය (ඩෙසිබෙල් 10කට වැඩිය). බෑන්ඩ්විත් අගයද විශාල වේ (10:1 ට වඩා).

මෙහි ආකාර කිහිපයක්ම ඇත – Pyramidal, Sectoral ආදි ලෙස. වේව්ගයිඩ් එකක් ගෙන එහි ඉදිරිපස කෝණිකව විශාල කළ (flare) විට ලැබෙන කොටස (horn) නිසා එය හෝන් ඇන්ටනාවක් ලෙස හැඳින්වේ. රවුම් හැඩයේ වේව්ගයිඩ්වලින්ද හෝන් ඇන්ටනා සෑදිය හැකි වුවත් හතරැස් හැඩයේ වේව්ගයිඩ්වලින් සාදා ගන්නා හෝන් ඇන්ටනා ප්‍රචලිතය. පහත රූපවල ආකාරයට එය සිදු කළ හැකිය. පහත රූපයේ උඩින්ම තිබෙන ආකාර දෙක තමයි සෙක්ටරල් කියා කියන්නේ. එහි වම් පැත්තේ ඇන්ටනාව E-Plane horn antenna ලෙස හැඳින්වෙන අතර (විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය පිහිටන දිශාවට කට විශාල කරන නිසා), දකුණු පැත්තේ ඇත්තේ H-plane horn antenna නමි (මේ දෙකේම පොදු නම තමයි සෙක්ටරල්). යටම ඇන්ටනාව පිරමිඩල් වේ.


සාමාන්‍යයෙන් TE10 මෝඩ් එකට ගැලපෙන අයුරින් වේව්ගයිඩ් කොටස (ඇන්ටනාවේ පිටුපස කොටස) සකසා ගන්න. වේව්ගයිඩ් එක නිකංම තිබුණත් එහි විවරයෙන් රේඩියෝ තරංග විකිරණය වුවත් එය ඉතාම අකාර්යක්ෂම වේ. එය අකාර්යක්ෂමතාව නැති කිරීමටයි එම කෙලවර යම් විදියකින් ලොකු කරන්නේ. එය සාමාන්‍ය ඩයිපෝල් ඇන්ටනාවක ෆීඩ්ලයින් එකේ හා ඇන්ටනාවේ සම්භාදක නොගැලපීමට සමාන තත්වයකි. හිස් අවකාශයේ (රික්තකයේ) සම්බාදක අගයක් ඇති අතර එය ඕම් 377ක් පමණ වේ (මෙම අගය ගණනය කරන හැටි අවශ්‍ය නම් සොයා බලන්න). දළ වශයෙන් වායුගෝලයේද එම අගයම ඇත. ඉතිං, වේව්ගයිඩ් එකේ සම්බාදක අගය ඊට වඩා වෙනස්ය. මෙම නොගැලපීම නිසා වේව්ගයිඩ් එකේ කෙලවරින් නැවත සංඥා කොටසක් පරාවර්තනය වේ (සාමාන්‍ය ඇන්ටනාවක ඉම්පීඩන්ස් මිස්මැච් එකකදී සිදු වන ලෙසම). එහෙත් ඉහත ආකාරයට හෝන් එකක් ඇති විට, ඉම්පීඩන්ස් මැච් වේ.

වේව්ගයිඩ් එක සාදන ආකාරය ඉගෙන ගත්ත නිසා, දැන් බලමු හෝන් කොටස සාදන අයුරු. පහත රූපය බලන්න. හෝන් එක වේව්ගයිඩ් එකේ කෙලවරින් පටන් ගනී. එහෙත් පහත රූපයේ ආකාරයට එම හෝන් එකේ ආනත රේඛා දෙක ඇතුලට දික් කළ විට යම් ලක්ෂ්‍යයකදී මුන ගැසේ. එවිට පහත ආකාරයට කෝණයක් නිර්වචනය කළ හැකි අතර එය angle of flare ලෙස හැඳින්වෙයි. එය හෝන් එකේ වැදගත්ම පරාමිතියයි. විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය පිහිටන දිශාවට සාදන කෝණය θE ලෙසද, ඊට ලම්භක දිශාවට සාදන කෝණය θH ලෙසද සංඛේතවත් කරමු.


මෙම කෝණය කුඩා වන විටත් විශාල වන විටත් ඇන්ටනාව අකාර්යක්ෂම වේ. එනිසා ප්‍රසස්ථ කෝණයක් ඇති ඇත. එනම්, හෝන් එකේ (කටේ - aperture) දිග සඳහා ප්‍රසස්ථ අගයක් තිබේ (කෝණය වැඩි වෙනවා යනු කටේ දිගද වැඩි වෙනවා යන්නයි).

E හා H දිශා දෙක සඳහා එම ඇපර්චර් දිගවල් පහත සූත්‍රවලින් ලැබේ. LE යනු E-field එකේ දිශාවට කටේ/ඇපර්චර්හි ඇල දිග වන අතර LH යනු H-field එකේ දිශාවට ඇපර්චර් ඇල දිගයි. පහත සූත්‍රවල ඇත්තටම කෝණ අගයේ බලපෑම සැඟව ඇත. යම් ඇල දිගක් ඔබ තීරණය කළ විට, ඊට අනුරූපව ප්‍රසස්ථම ඇපර්චර් දිග ගණනය කළ හැකියි.


ඇන්ටනාවේ ගේන් එක සුපුරුදු 4πAeA/λ2 යන සූත්‍රයෙන් සෙවිය හැකිය (A යනු ඇපර්චර් සයිස් එක හෙවත් හෝන් කටේ දිගxපලල වේ). ඒ අනුව ඇපර්චර් සයිස් එක වැඩි වන විට ගේන් එක වැඩි වන බව පෙනේ. එලෙසම සංඛ්‍යාතය වැඩි වන විටත් (ඇන්ටනාව වෙනස් නොවී) ගේන් එක විශාල ලෙස වැඩි වන බව පෙනේ. දල වශයෙන් හෝන් ඇන්ටනාවේ ගේන් එක 10A/λ2 ලෙසද දැක්විය හැකිය.

Dish Antenna

දීසි ඇන්ටනාව ලෙස බොහෝ අය ව්‍යහාර කරන මෙම ඇන්ටනාව චන්ද්‍රිකා සන්නිවේදනයේදී නැතිවම බැරිය. පළමුව බලමු මේ ආකාරයට ඇන්ටනාවක් සෑදීමට තිබෙන අවශ්‍යතාව මොකක්ද කියා. සරල හාෆ්වේව්ලෙන්ත් ඩයිපෝලයක් ගන්න. එහි දිග සංඥා තරංග ආයාමයෙන් භාගයක්නෙ. උදාහරණයක් ලෙස, මෙගාහර්ට්ස් 100ක සංඥාවකදී එම ඩයිපෝලයේ දිග (300,000,000/100,000,000)/2 = මීටර් 1.5 කි. එය තරමක් විශාල දිගක්නෙ. දැන් බලමු ගිගාහර්ට්ස් 3ක සංඥාවකදී ඩයිපෝලයේ දිග. එය (300,000,000/3,000,000,000)/2 = මීටර් 0.05 ක් හෙවත් සෙන්ටිමීටර් 5කි. මෙම ඩයිපෝලය කොතරම් කුඩාද බලන්න. දීසි ඇන්ටනාවේ අවශ්‍යතාව තිබෙන්නේ මෙතැනයි.

ලොකු/දිග ඇන්ටනාවක් අවකාශයේ ඇති විට ඊට විශාල රේඩියෝ සංඥා ප්‍රමාණයක් හසු කර ගත හැකියිනෙ. එලෙසම කුඩා ඇන්ටනාවකින් ඉතා අඩු රේඩියෝ තරංග ප්‍රමාණයකුයි හසු කර ගත හැක්කේ. වැඩි සංඥා ප්‍රමාණයක් හසු කර ගැනීමට ඩයිපෝලයේ දිග වැඩි කරන්නටත් නොහැකිය. ඊට කළ හැකි පිලියම වන්නේ වෙනත් උපක්‍රමයකින් අවකාශයේ යම් විශාල ප්‍රදේශයක් හරහා ගමන් කරන සංඥා ප්‍රමාණයක් කුඩා ඇන්ටනාව වෙතට යොමු කිරීමයි. මෙම ඇන්ටනාවේ දීසියෙන් සිදු කරන්නේ අන්න එම කාර්යයි. දීසිය යනු පරාවර්තකයකි (reflector); අභිසාරි පරාවර්තකයකි (concentrator). එය උපමාවකින් තවත් පැහැදිලි කළ හැකිය. ඉතා විශාල මාලු දැලක් ඇති විට මාලුවන් විශාල ගණනක් අල්ලා ගත හැකි වුවත්, ලේන්සුවක් තරමේ මාලු දැලකින් එක මාලුවෙකුවත් අල්ලා ගත හැකිද? අධිසංඛ්‍යාත සංඥා සඳහා දීසියක අවශ්‍යතාව පෙනෙනවා නේද?

සටහන
දීසි ඇන්ටනාවත් එක්තරා විදියකට දුරෙක්ෂයක් (telescope) බඳුය (මූලිකව ටෙලෙස්කෝප් වර්ග දෙකකි). ජිල් බෝලයකට වඩා තරමක් විශාල ඇසක් අපට තිබුණාට, ඇස තුලට (දෘෂ්ඨිවිතානය මතට) පිටත සිට ආලෝකය ඇතුලු වන්නේ කුඩා කුහුඹියෙකු තරම්වත් නැති කුඩා සිඳුරකිනි. අපට මුලු ලොවම විචිත්‍රවත්ව පෙනෙන්නේ එලෙස ඇතුලු වන ආලෝක ප්‍රමාණයෙනි. එහෙත් දුරෙක්ෂයක් ගත්විට එහි කාචය (refractive telescope හි) හෝ පරාවර්තක කන්නාඩිය (reflective telescope හි) ඇසේ සිඳුරට වඩා දහස් හෝ දසදහස් හෝ ගණනකින් විශාලය. තනි ඇසකට ඇතුලු වන ආලෝකය (ඒ කියන්නේ විස්තර/දත්ත/තොරතුරු) මෙන් අතිවිශාල ප්‍රමාණයක් කාචය විසින් ගොනු කර ගෙන ඇසට ඇතුලු කරයි. එනිසයි සාමාන්‍ය/පියවි ඇසට (naked eye) නොපෙනන දේවල් දුරෙක්ෂයක් තුලින් පෙනෙන්නේ.

බොහෝ අය සිතන්නේ දුරේක්ෂයක් යනු ඈත තිබෙන වස්තුන් ළං කර බලන උපකරණයක් හැටියට වුවත්, ඇත්ත වශයෙන්ම ඉන් කරන්නේ යම් වස්තුවකින් නිකුත් වන වැඩි ආලෝක/දත්ත ප්‍රමාණයක් එකතු කර ඇසට යොමු කිරීමයි. ආලෝක වර්ෂ දහස් ගණනක් දුරින් තිබෙන ඩොට් එකක් වැනි තරුවක්, කොතරම් සිය හෝ දහස් ගුණයක් ළං කර බැලුවෙත් එය තවමත් පෙනෙන්නේ ඩොට් එකක් ලෙසමයි (එනිසා ළං කර බැලීමට උත්සහ කිරීමේ ප්‍රයෝජනයක් නැත). එහෙත් එතරම් ඈත නැති වස්තුවක නම් කිහිප ගුණයක් ළං කර බැලීමටද දුරේක්ෂ යොදා ගැනේ (කාච සහිත රිෆ්‍රැක්ටිව් දුරේක්ෂ). සාමාන්‍ය දෙනෙති (binoculars) මේ සඳහාම සාදා ඇත.

දීසි ඇන්ටනාවක දීසියකින් රේඩියෝ තරංග මෙන්ම සූර්ය රශ්මියද අභිසාරි කළ හැකිය. එවිට එය සූර්ය උදුනක් (solar cooker) ලෙස හැඳින්වේ.

ඩයිපෝලය කොතරම් කුඩා වූවාට පසුද දීසියක අවශ්‍යතාව තිබෙන්නේ? එයට එකවරම පිළිතුරක් දිය නොහැකිය. අවට අවකාශයේ පැතිරී තිබෙන අධිසංඛ්‍යාත සංඥා ප්‍රබලතාව අනුව එය තීරණය වේ. අවට සංඥා ප්‍රබල නම්, ඩයිපෝලය සෙන්ටිමීටර් ගණනක් වැනි කුඩා එකක් වුවද එතරම් ගැටලුවක් නැත. අප භාවිතා කරන සෙල්‍යලර් දුරකතනවල ඇත්තටම තිබෙන්නේ එවැනි කුඩා ඇන්ටනා තමයි. එහෙත් අධිසංඛ්‍යාත සංඥා ප්‍රබලතාව දුර්වල විට අනිවාර්යෙන්ම දීසී ඇන්ටනාවක් අවශ්‍ය වේ. චන්ද්‍රිකා සන්නිවේදනයේදී දීසි ඇන්ටනා භාවිතා වන්නේ ඒ නිසාය. චන්ද්‍රිකාවල සිට සංඥා එවන්නේ කුඩා වොට් ගණනකින් වන අතර, ඒවා සමහරවිට කිලෝමීටර් තිස් හතලිස් දහක් තරම් ඈත සිට පැමිණේ. ඊටත් අමතරව වායුගෝලය හරහා එන විට හායනයද සිදු වේ. එවිට පොලොව මතුපිටට එම සංඥා එන විට ඉතාම දුර්වල සංඥා ප්‍රබලතාවකුයි පවතින්නේ.

මේ අනුව, සංඥා ප්‍රබලතාව අඩු වන තරමට දීසියේ විශාලත්වය වැඩි කළ යුතුය. ඔබ දැක ඇති යෝධ දීසි ඇන්ටනා. ඒවා මඟින් සිතාගත නොහැකි තරම් දුර්වල සංඥා වුවද ග්‍රහණය කර ගත හැකියි (විශේෂයෙන් කිලෝමීටර් දසදහස් ගණන් ඈත තිබෙන චන්ද්‍රිකා හෝ ඈත අභ්‍යවකාශයේ ඇති යානාවලින් එන අතිදුර්වල සංඥා ඇල්ලීමට මේවා අවශ්‍ය වේ).

කෙසේ වෙතත් ගිගාහර්ට්ස් පරාසයේ තිබෙන සංඥා සඳහා දීසි ඇන්ටනා ඉතා උචිතය. තවද චන්ද්‍රිකා භාවිතා කරන්නෙත් ගිගාහර්ට්ස් පරාස නිසාත් එම චන්ද්‍රිකාවල සිට එන සංඥා දුර්වල නිසාත් නැවත පැහැදිලි වෙනවා චන්ද්‍රිකා සන්නිවේදනයට මේවායේ ඇති අවශ්‍යතාව (මීට පෙර මේ ගැන අප සලකා බැලුවා චන්ද්‍රිකා යොදා ගන්නා විවිධ සංඛ්‍යාත පරාස ගැන). පහත දැක්වෙන්නේ දීසි ඇන්ටනාවක ප්‍රධාන කොටස්ය.


පරාවර්තක දීසිය වෙතට සමාන්තරව එන රේඩියෝ සංඥා සියල්ල යම් ස්ථානයකට නාභිගත කෙරේ (focus). ඔබට පරාවර්තක දීසි මාදිලි කිහිපයකින් දැක ගන්නට ලැබේ. පහත දැක්වෙන්නේ ඉන් ප්‍රචලිතම ආකාර දෙකකි - axial (හෙවත් prime focus හෙවත් center focus) හා offset (හෙවත් off-axis).


එහෙත් මේ සියලුම ආකාර සමාන වේ. ගණිතයේ තිබෙනවා y=ax2 ආකාරයේ ශ්‍රිත. එවා ප්‍රස්ථාරගත කළ විට පහත රතුපාට වක්‍රය ආකාරයේ හැඩයක් ලැබෙන අතර, මෙම හැඩය පරාවලය (parabola) ලෙස හැඳින්වේ. දැන් මෙම පරාවලය කරකැවූ විට පහත තිබෙන ත්‍රිමාන රූපය සාදයි. මෙම ත්‍රිමාන හැඩය paraboloid ලෙස හැඳින්වේ. ද්විමාන පැරබෝලා එකෙත් ත්‍රිමාන පැරබොලොයිඩ් එකෙත් යම් මැද ලක්ෂ්‍යයක් තිබෙනවා නාභිය (focus) නමින්. එහි ඇති විශේෂත්වය වන්නේ ඊට ලම්භකව පැමිණෙන කිරණයක් වක්‍රය හෝ වක්‍ර පෘෂ්ඨය මතින් පරාවර්තනය වනවා යැයි සිතුවොත් එම කිරණය නාභියට යොමු වේ.


ඇත්තටම දීසි ඇන්ටනාවක් සඳහා නිශ්චිතව භාවිතා කරන සූත්‍රය වන්නේ y=x2/4f වේ (එය ඉහත y=ax2 යන පොදු සූත්‍රයට අනුකූලය). f යනු නාභි දුරයි. මෙම සූත්‍රය වලංගු වන්නේ ඉහත වම් රූපයේ ආකාරයට පැරබෝලා වක්‍රය කට උඩට සිටින සේ සිරස්ව තිබෙන විටයි. එහෙත් ඉහත දකුණු රූපයේ ආකාරයට පැරබෝලා වක්‍රය කට දකුණු පැත්තට සිටින සේ තිරස්ව තැබූ විට (එවිට x හා y අක්ෂ මාරු නොවේ) y2 = 4ax යන සූත්‍රය යොදා ගත යුතුය. තවද, පහත රූපය බලන්න. එහි f යනු නාභි දුරද, d දීසියේ ගැඹුරද, D දීසියේ විශ්කම්භයද වේ. පහත දැක්වෙන සූත්‍රය මඟින් d හා D යන විචල්‍ය දෙක ආශ්‍රයෙන් නාභි දුර පහසුවෙන්ම ගණනය කළ හැකිය.


මෙන්න මෙම පැරබොලොයිඩ් එකකින් තමයි ගණිතානුකූලව බැලුවොත් දීසි ඇන්ටනාවක දීසිය සාදා ගන්නේ. එහෙත් දීසිය සඳහා සම්පූර්ණ පැරබොලොයිඩ් හැඩයම යොදා ගන්නේ නැත. ඒ වෙනුවට එම පැරබොලොයිඩ් එකෙන් තමන්ට අවශ්‍ය ඕනෑම තැනකින් (යට අඩියට සමීපව) යම් කොටසක් කපා ගත හැකිය. එම කොටසේ හැඩය රවුම් හෝ කොටු හෝ වෙනත් අක්‍රමවත් හැඩයක් හෝ විය හැකිය. හැඩය කුමක් වුවත් ගැටලුවක් නොවන්නේ එම කපා ගත් කොටස මතට වැටෙන කිරණ හැමවිටම නාභියට යොමු වන බැවිනි. මෙනිසා දීසි ඇන්ටනාවලට parabolic antenna ලෙසත් පවසනවා.


හරියටම පැරබොලොයිඩ් එකේ අඩියෙන් සමාකාර රවුම් කොටසක් කපා ගත් විට (තාච්චියක් මෙන් හැඩයක්) අප නිතර දකින ෆීඩ්හෝන් එක දීසිය හරි මැදින් තිබෙන ආකාරය ලැබේ (ඇක්සියල් ඩිෂ්). බලන්න මීට පෙර තිබූ පැරබොලොයිඩ් එක හා නාභිය තිබෙන විදිය. පැරබොලොයිඩ් එකේ අඩියෙන් නැතිව පැත්තෙන් කපා ගත් විට ඕෆ්සෙට් ඩිෂ් එක ලැබේ.


ඇක්සියල් හැඩයේ යම් ගැටලුවක් තිබේ. එනම්, ඇන්ටනා දීසිය මතට විකිරණ වැටීමට ඉන් බාධාවක් ඇති වේ. එවිට, ඇන්ටනාවේ කාර්යක්ෂමතාව මඳක් අඩු වේ මොකද ෆීඩ්හෝන් එකෙන් හා ෆීඩ්හෝන් එක නාභියේ රඳවා තිබෙන යකඩ කූරුවලින් දීසිය මතට වැටෙන්නට තිබෙන කිරණ වලක්වනවා. එය මඟ හැරිය හැකියි ඕෆ්සෙට් දීසියකින්. මෙවිට නාභිය තිබෙන්නේ දීසියට විකිරණ පැමිණෙන දිශාවෙන් ඉවත්වයි.

ඉහත ආකාර හැරුණහම තවත් විධි තිබෙනවා දීසියට ෆීඩ්හෝන් එක සම්බන්ද කරන. පහත දැක්වෙන්නේ එම අවස්ථා දෙකයි. Cassegrain ක්‍රමයේදී දීසියේ නාභියේ ෆීඩ්හෝන් එක රඳවන්නේ නැතිව ඒ වෙනුවට කුඩා උත්තල පරාවර්තකයක් සවි කරයි. එම උත්තල පරාවර්තකයෙන් එවිට රේඩියෝ තරංග දීසියේ මධ්‍යයේ තිබෙන ෆීඩ්හෝන් එකට නාභිගත කෙරේ. Greogarian ක්‍රමයේදී උත්තල පරාවර්තකයක් වෙනුවට අවතල පරාවර්තකයක් ඇති අතර රූපයේ පෙනෙන ආකාරයට ඉන්ද දීසියේ මධ්‍යයට කිරණ නාභිගත කෙරේ. කැසෙග්‍රේන් හා ග්‍රෙගරියන් යන ක්‍රම දෙකේදී යොදා ගන්නා කුඩා පරාවර්තකවල උත්තල/අවතල ස්වභාවය සුදුසු පරිදි පැවතිය යුතුය.


Read More »