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RF पावर एम्पलीफायर को जैमर सिस्टम के साथ ठीक से काम करने के लिए, उन्हें सही संचालन आवृत्तियों के साथ मेल खाना चाहिए ताकि हम ऊर्जा की बर्बादी न करें या अवांछित हस्तक्षेप पैदा न करें। 2023 के कुछ क्षेत्र परीक्षणों के अनुसार, जब एम्पलीफायर ने केवल संकीर्ण बैंड के बजाय 1.7 से 4.2 गीगाहर्ट्ज़ की सीमा को कवर किया, तो वास्तव में सिग्नल गुणवत्ता में गड़बड़ किए बिना उन्होंने लगभग 18% तक शक्ति के उपयोग में कमी की (जैसा कि ड्यूइनजैमर द्वारा उनके 2023 के अध्ययन में बताया गया)। हालाँकि, जब इन आवृत्ति सीमाओं के बीच असंगति होती है, तो समस्याएँ उत्पन्न होती हैं। महत्वपूर्ण क्षेत्र जहाँ खतरे दिखाई दे सकते हैं, पूरी तरह से असुरक्षित रह जाते हैं, या और भी बुरा, सिग्नल पड़ोसी चैनलों में फैल जाते हैं जो वास्तविक इलेक्ट्रॉनिक युद्ध संचालन के दौरान चीजों को वास्तव में गड़बड़ कर सकते हैं।
आधुनिक जैमर्स को जीपीएस (1.2/1.5 गीगाहर्ट्ज़), सेलुलर (700 मेगाहर्ट्ज़–4 गीगाहर्ट्ज़) और वाई-फाई (2.4/5 गीगाहर्ट्ज़) के माध्यम से संकेतों को एक साथ बाधित करना होता है, जिसके लिए 500 मेगाहर्ट्ज़ से अधिक बैंडविड्थ की आवश्यकता होती है। गैलियम नाइट्राइड (GaN) अर्धचालक प्रौद्योगिकी पर आधारित वाइडबैंड आरएफ पावर एम्पलीफायर ऑक्टेव-स्पैनिंग सीमा में >50 डीबी लाभ प्रदान करते हैं, जिससे एकल एम्पलीफायर द्वारा बिना प्रदर्शन खोए कई नैरोबैंड इकाइयों का स्थान लिया जा सकता है।
800 मेगाहर्ट्ज़ से लेकर 4 गीगाहर्ट्ज़ तक की आवृत्तियों पर 30 डीबीएम आउटपुट उत्पन्न करने में सक्षम ट्यूनेबल एम्पलीफायर अब सैन्य कर्मियों द्वारा जीपीएस-निर्देशित ड्रोन और 5जी सक्षम आईईडी जैसे खतरों के खिलाफ प्रभावी ढंग से उपयोग किए जा रहे हैं। जब इन प्रणालियों के प्रदर्शन को देखा जाता है, तो यह पाया जाता है कि वे स्पेक्ट्रम के महत्वपूर्ण बिंदुओं जैसे 2.3 गीगाहर्ट्ज़ (जो एलटीई सिग्नल को कवर करता है) और 3.5 गीगाहर्ट्ज़ (जहाँ 5जी n78 संचालित होता है) पर VSWR को 2.5:1 से नीचे बनाए रखते हैं। इससे यह स्पष्ट हो जाता है कि वाइडबैंड एम्पलीफायर बिना किसी प्रकार के प्रदर्शन गुणवत्ता के नुकसान के बिना कई प्रकार के खतरों के खिलाफ उत्कृष्ट सुरक्षा प्रदान करते हैं।
सिग्नल को सफलतापूर्वक जैम करने के लिए, एम्पलीफायर को लक्ष्य उपकरण से आने वाली शक्ति से अधिक शक्ति उत्पन्न करनी होती है। व्यावसायिक ड्रोन को उदाहरण के रूप में लें—अधिकांश शौकिया जैमर्स इन चीजों से तब तक संघर्ष करते हैं जब तक वे लगभग 50 वाट की निरंतर तरंग शक्ति उत्पन्न नहीं कर लेते, बस जीपीएस सिग्नल में गड़बड़ करने के लिए। सैन्य अनुप्रयोग और भी कठिन होते हैं, कभी-कभी 300 वाट से अधिक की आवश्यकता होती है लंबी दूरी के संचार लिंक को बंद करने के लिए। उच्च आउटपुट पर जाने पर समस्या और बढ़ जाती है क्योंकि गर्मी तेजी से बढ़ती है। इसीलिए आजकल कई पेशेवर गैलियम नाइट्राइड आधारित एम्पलीफायर्स की ओर रुख करते हैं। ये गर्मी को बेहतर ढंग से संभालते हैं और सिग्नल को बहुत अधिक विकृत किए बिना स्थिर रहते हैं, जो उन तीव्र ऑपरेशन के दौरान विश्वसनीयता के लिए बहुत महत्वपूर्ण होता है।
जब एम्पलीफायर गैर-रैखिक मोड में काम करते हैं, तो वे उन झंझट भरी हार्मोनिक विकृतियों के साथ-साथ इंटरमॉड्यूलेशन उत्पादों को बनाते हैं जो जैमिंग की सटीकता को बिगाड़ देते हैं। यदि हम इन एम्पलीफायरों को 1 डीबी संपीड़न बिंदु के ठीक नीचे चलाएं, तो कुछ दिलचस्प होता है — IEEE के 2024 के एक अध्ययन के अनुसार स्पेक्ट्रल रीग्रोथ लगभग 65 प्रतिशत तक कम हो जाती है। यह तब बहुत महत्वपूर्ण हो जाता है जब हम 4G और 5G नेटवर्क के बीच देखे जाने वाले आवृत्ति बैंड्स के ओवरलैप जैसी स्थिति से निपट रहे होते हैं। ऐसा करने से यह सुनिश्चित होता है कि जैमिंग शक्ति उसी चीज़ पर केंद्रित रहे जिसे रोकना है, बजाय इसके कि गलती से सामान्य रूप से प्रसारित होने वाले वैध संकेतों को भी अवरुद्ध कर दे।
आउटपुट शक्ति को अधिकतम करना अक्सर ऊष्मा निर्माण के कारण दक्षता को 30–40%तक कम कर देता है। उन्नत डिज़ाइन अनुकूल बायसिंग और डोहर्टी विन्यास का उपयोग करके इसे कम करते हैं, 80% ड्रेन दक्षता प्राप्त करते हुए 150W आउटपुट पर। ये सुधार विशेष रूप से उन मोबाइल प्लेटफॉर्म में संचालन की दीर्घकालिकता को बढ़ाते हैं, जहाँ ठंडा करने की क्षमता सीमित होती है।
तृतीय-क्रम अवरोधन बिंदु (IP3) एक एम्पलीफायर की बहुल संकेतों को संसाधित करते समय अंतर-मॉड्यूलेशन विकृति को दबाने की क्षमता को मापता है। स्पेक्ट्रम के भीड़ वाले वातावरण में, 40 dBm से अधिक IP3 मान वाले एम्पलीफायर आवृत्ति-समान व्यतिकरण को कम करते हैं। उद्योग विश्लेषण दिखाते हैं कि 45 dBm IP3 से अधिक के उपकरण स्पेक्ट्रल पुनर्वृद्धि को 30–50% तक कम कर देते हैं, जो बहु-खतरे के परिदृश्यों में लक्ष्यीकरण की शुद्धता में सुधार करता है।
1 डीबी संपीड़न बिंदु, जिसे P1dB के रूप में जाना जाता है, मूल रूप से वह बिंदु है जिस पर एक एम्पलीफायर का लाभ रैखिक रूप से काम करने की तुलना में 1 डीबी तक कम होने लगता है। जब सिस्टम इस दहलीज के बहुत करीब काम करते हैं, तो वे विकृति पैदा करना शुरू कर देते हैं जो जैमिंग की सटीकता को वास्तव में बिगाड़ सकती है। अधिकांश इंजीनियर सीमा के ठीक पास चीजों को धकेलने से बचना बेहतर समझते हैं। आवेग संकेतों के लिए, अच्छी प्रथा के अनुसार P1dB से लगभग 6 से 10 डीबी नीचे रहना चाहिए। हालाँकि, OFDM जैसे उन जटिल मॉड्यूलेटेड संकेतों के साथ, सुरक्षा मार्जिन बड़ा होना चाहिए, जो P1dB से लगभग 10 से 15 डीबी नीचे कहीं होना चाहिए। वास्तविक दुनिया के सिस्टम जिन प्रकार की बदलती लोड स्थितियों का रोजाना सामना करते हैं, उनके बावजूद संकेत गुणवत्ता बनाए रखने में यह अतिरिक्त हेडरूम मदद करता है।
हेडरूम ऑपरेशनल पावर और अधिकतम आउटपुट के बीच की मार्जिन है, जो सिग्नल सर्ज से सुरक्षा प्रदान करता है। मोबाइल जैमिंग प्रणालियों में, 3–5 डीबी के हेडरूम को बनाए रखने से अचानक संक्रमण के दौरान क्लिपिंग रोकी जाती है और दक्षता अनुकूलित होती है। गैलियम नाइट्राइड (GaN) एम्पलीफायर पारंपरिक LDMOS डिज़ाइन की तुलना में 20% अधिक हेडरूम प्रदान करते हैं, जो अप्रत्याशित परिचालन स्थितियों में लचीलेपन में सुधार करता है।
एम्पलीफायर को संतृप्ति में धकेलने से अनियंत्रित हार्मोनिक्स उत्पन्न होते हैं, जिससे आसन्न बैंड में हस्तक्षेप का खतरा रहता है। संतृप्ति से 2–4 डीबी नीचे रहने से स्थिर लाभ प्रोफाइल बनी रहती है, जो लंबी अवधि तक चलने वाले मिशनों के लिए महत्वपूर्ण है। फील्ड डेटा दर्शाता है कि इस मार्जिन का पालन करने से लगातार काउंटर-ड्रोन ऑपरेशन में थर्मल शटडाउन की घटनाओं में 65% की कमी आती है।
संतृप्ति के निकट काम करने वाले एम्पलीफायर मूल आवृत्ति के पूर्णांक गुणज (हार्मोनिक्स) उत्पन्न करते हैं, जो गैर-लक्षित प्रणालियों में व्यवधान डाल सकते हैं। इन्हें दबाने के लिए, इंजीनियर प्रतिबाधा मिलान नेटवर्क का उपयोग करते हैं और संपीड़न से 6–10 dB नीचे काम करते हैं। आधुनिक जैमिंग प्लेटफॉर्म में स्पष्ट स्पेक्ट्रल आउटपुट सुनिश्चित करने के लिए उन्नत रैखिकीकरण तकनीक बैंड के बाहर उत्सर्जन को 15–20 dB तक कम कर देती हैं।
शोर आंकड़े में 2 dB की वृद्धि जैमर संवेदनशीलता को 35% तक कम कर देती है, जिससे कमजोर खतरे के सिग्नल दमन से बच सकते हैं। कम-शक्ति वाले LoRa सिग्नल को निशाना बनाने वाले काउंटर-ड्रोन अनुप्रयोगों के लिए, एम्पलीफायर को 1.5 dB से नीचे शोर आंकड़े बनाए रखने चाहिए। थर्मल स्थायीकरण -40°C से +55°C तक ±0.2 dB शोर आंकड़े की स्थिरता सुनिश्चित करता है, जो चरम वातावरण में प्रदर्शन को बनाए रखता है।
सिग्नल शुद्धता सुनिश्चित करने के लिए तीन-स्तरीय दृष्टिकोण:
ग्राउंड प्लेन सेगमेंटेशन हार्मोनिक करंट को पावर सप्लाई में गलत मॉड्यूलेशन को प्रेरित करने से रोकता है, विशेष रूप से वाहन जैमर स्थापन में स्थान की कमी के कारण यह बहुत महत्वपूर्ण है।
मोबाइल जैमिंग प्रणालियों के ठीक से काम करने के लिए, उन्हें ऐसे आरएफ एम्पलीफायर की आवश्यकता होती है जो शक्तिशाली और छोटे दोनों हों, और फिर भी दक्ष हों। अधिकांश इंजीनियर इन प्रणालियों को डिज़ाइन करते समय एसडब्ल्यूएपी-सी (SWaP-C) नामक कुछ चीज़ के बारे में बात करते हैं। इसका अर्थ है आकार, वजन, शक्ति और लागत। मूल रूप से, हर छोटी-से-छोटी चीज़ महत्वपूर्ण होती है क्योंकि थोड़ी सी अतिरिक्त जगह या शक्ति की खपत इस बात में अंतर बना सकती है कि प्रणाली को वास्तविक परिस्थितियों में तैनात किया जा सकता है या नहीं। 2023 में रक्षा शोधकर्ताओं की एक हालिया रिपोर्ट के अनुसार, लगभग दो तिहाई जैमर विफलताएँ इसलिए होती हैं क्योंकि उपकरण अपनी एसडब्ल्यूएपी (SWaP) विशिष्टताओं की तुलना में अत्यधिक गर्म हो जाते हैं या बहुत तेज़ी से बिजली समाप्त कर देते हैं। इससे पता चलता है कि इन संकुचित प्रणालियों में उचित तापीय प्रबंधन कितना महत्वपूर्ण है।
प्रभावी एकीकरण के लिए आरएफ एम्पलीफायर और तीन मुख्य उप-प्रणालियों के बीच सामंजस्य की आवश्यकता होती है:
एम्बेडेड थर्मल सेंसर और सक्रिय निगरानी उच्च-उपयोग चक्र वाले संचालन में विफलता की दर को 38% तक कम कर देती है। प्रमुख रणनीतियों में शामिल हैं:
कठोर संचालन वातावरण में 5,000+ घंटों तक RF शक्ति प्रवर्धकों को >90% जैमिंग प्रभावशीलता बनाए रखने सुनिश्चित करते हैं ये अभ्यास
आरएफ पावर एम्पलीफायर को लक्षित संकेतों को बिना शक्ति बर्बाद किए और गैर-लक्षित क्षेत्रों में हस्तक्षेप किए बिना कुशलता से बाधित करने के लिए संचालन आवृत्तियों और बैंडविड्थ से मेल खाना चाहिए।
ट्यूनेबल एम्पलीफायर विस्तृत आवृत्ति कवरेज प्रदान करते हैं, जो जीपीएस-निर्देशित ड्रोन और 5G-सक्षम उपकरणों जैसे विभिन्न खतरों के खिलाफ प्रभावी ढंग से बाधा डालने की अनुमति देते हैं, बिना प्रदर्शन को कमजोर किए।
SWaP (आकार, वजन, शक्ति और लागत) मोबाइल जैमिंग प्रणालियों के डिजाइन में महत्वपूर्ण है, यह सुनिश्चित करते हुए कि वे कॉम्पैक्ट, कुशल और क्षेत्र की स्थितियों में लगातार संचालन के लिए सक्षम हों।
उचित थर्मल प्रबंधन ओवरहीटिंग को रोकता है और आरएफ पावर एम्पलीफायर के स्थिर प्रदर्शन को सुनिश्चित करता है, विशेष रूप से कॉम्पैक्ट मोबाइल जैमिंग प्रणालियों में।
