Elektron muhandislar antennalar Maksvell tenglamalari bilan tavsiflangan elektromagnit (EM) energiya to'lqinlari shaklida signallarni yuborishini va qabul qilishini bilishadi. Ko'pgina mavzularda bo'lgani kabi, bu tenglamalar va elektromagnetizmning tarqalish xususiyatlari nisbatan sifatli atamalardan tortib murakkab tenglamalargacha turli darajalarda o'rganilishi mumkin.
Elektromagnit energiya tarqalishining ko'plab jihatlari mavjud, ulardan biri polyarizatsiya bo'lib, u ilovalar va ularning antenna dizaynlarida turli darajadagi ta'sir yoki tashvishga ega bo'lishi mumkin. Polyarizatsiyaning asosiy tamoyillari barcha elektromagnit nurlanish, jumladan, RF/simsiz, optik energiya uchun qo'llaniladi va ko'pincha optik ilovalarda qo'llaniladi.
Antennaning qutblanishi nima?
Polarizatsiyani tushunishdan oldin, avval elektromagnit to'lqinlarning asosiy tamoyillarini tushunishimiz kerak. Bu to'lqinlar elektr maydonlaridan (E maydonlari) va magnit maydonlaridan (H maydonlari) iborat bo'lib, bir yo'nalishda harakatlanadi. E va H maydonlari bir-biriga va tekis to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar.
Polarizatsiya signal uzatuvchi nuqtai nazaridan E-maydon tekisligini anglatadi: gorizontal polyarizatsiya uchun elektr maydoni gorizontal tekislikda yon tomonga siljiydi, vertikal polyarizatsiya uchun esa elektr maydoni vertikal tekislikda yuqoriga va pastga tebranadi (1-rasm).
1-rasm: Elektromagnit energiya to'lqinlari o'zaro perpendikulyar E va H maydon komponentlaridan iborat
Chiziqli polyarizatsiya va aylana polyarizatsiyasi
Polarizatsiya rejimlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
Asosiy chiziqli polyarizatsiyada ikkita mumkin bo'lgan polyarizatsiya bir-biriga ortogonal (perpendikulyar) bo'ladi (2-rasm). Nazariy jihatdan, gorizontal polyarizatsiyalangan qabul qiluvchi antenna vertikal polyarizatsiyalangan antennadan signalni "ko'rmaydi" va aksincha, ikkalasi ham bir xil chastotada ishlasa ham. Ular qanchalik yaxshi hizalansa, shuncha ko'p signal ushlanadi va polyarizatsiyalar mos kelganda energiya uzatish maksimal darajada oshiriladi.
2-rasm: Chiziqli polyarizatsiya bir-biriga to'g'ri burchak ostida joylashgan ikkita polyarizatsiya variantini taqdim etadi.
Antennaning qiyshiq polyarizatsiyasi chiziqli polyarizatsiyaning bir turidir. Oddiy gorizontal va vertikal polyarizatsiya singari, bu polyarizatsiya faqat yer usti muhitida mantiqiy bo'ladi. Qiya polyarizatsiya gorizontal mos yozuvlar tekisligiga ±45 daraja burchak ostida bo'ladi. Bu aslida chiziqli polyarizatsiyaning yana bir shakli bo'lsa-da, "chiziqli" atamasi odatda faqat gorizontal yoki vertikal polyarizatsiyalangan antennalarni anglatadi.
Ba'zi yo'qotishlarga qaramay, diagonal antenna tomonidan yuborilgan (yoki qabul qilingan) signallar faqat gorizontal yoki vertikal qutblangan antennalar bilan amalga oshiriladi. Qiya qutblangan antennalar bitta yoki ikkala antennaning qutblanishi noma'lum bo'lganda yoki foydalanish paytida o'zgarganda foydalidir.
Aylana polyarizatsiyasi (CP) chiziqli polyarizatsiyaga qaraganda murakkabroq. Ushbu rejimda E maydon vektori bilan ifodalangan polyarizatsiya signal tarqalayotganda aylanadi. O'ngga aylantirilganda (uzatgichdan tashqariga qaragan holda), aylana polyarizatsiyasi o'ng qo'lli aylana polyarizatsiyasi (RHCP) deb ataladi; chapga aylantirilganda, chap qo'lli aylana polyarizatsiyasi (LHCP) (3-rasm)
3-rasm: Dumaloq qutblanishda elektromagnit to'lqinning E maydon vektori aylanadi; bu aylanish o'ng yoki chap qo'l bilan bo'lishi mumkin.
CP signali fazadan tashqarida bo'lgan ikkita ortogonal to'lqindan iborat. CP signalini yaratish uchun uchta shart talab qilinadi. E maydoni ikkita ortogonal komponentdan iborat bo'lishi kerak; ikkala komponent ham fazadan 90 daraja tashqarida va amplitudasi teng bo'lishi kerak. CP hosil qilishning oddiy usuli - bu spiral antennadan foydalanish.
Elliptik qutblanish (EP) CP turidir. Elliptik qutblangan to'lqinlar - bu CP to'lqinlari singari ikkita chiziqli qutblangan to'lqin tomonidan hosil qilingan kuchaytirishdir. Teng bo'lmagan amplitudalarga ega ikkita o'zaro perpendikulyar chiziqli qutblangan to'lqinlar birlashtirilganda, elliptik qutblangan to'lqin hosil bo'ladi.
Antennalar orasidagi qutblanish nomutanosibligi qutblanish yo'qotish koeffitsienti (PLF) bilan tavsiflanadi. Bu parametr desibellarda (dB) ifodalanadi va uzatuvchi va qabul qiluvchi antennalar orasidagi qutblanish burchagi farqining funksiyasidir. Nazariy jihatdan, PLF mukammal tekislangan antenna uchun 0 dB (yo'qotish yo'q) dan mukammal ortogonal antenna uchun cheksiz dB (cheksiz yo'qotish) gacha bo'lishi mumkin.
Aslida esa, polyarizatsiyaning hizalanishi (yoki noto'g'ri hizalanishi) mukammal emas, chunki antennaning mexanik holati, foydalanuvchi xatti-harakati, kanalning buzilishi, ko'p yo'lli aks ettirishlar va boshqa hodisalar uzatilayotgan elektromagnit maydonning burchak buzilishiga olib kelishi mumkin. Dastlab, ortogonal polyarizatsiyadan 10-30 dB yoki undan ko'p signalning o'zaro polyarizatsiya "oqishi" bo'ladi, bu ba'zi hollarda kerakli signalning tiklanishiga xalaqit berish uchun etarli bo'lishi mumkin.
Aksincha, ideal qutblanishga ega ikkita hizalangan antenna uchun haqiqiy PLF, vaziyatga qarab, 10 dB, 20 dB yoki undan yuqori bo'lishi mumkin va signalning tiklanishiga xalaqit berishi mumkin. Boshqacha qilib aytganda, kutilmagan o'zaro qutblanish va PLF kerakli signalga xalaqit berish yoki kerakli signal kuchini kamaytirish orqali ikkala usulda ham ishlashi mumkin.
Nima uchun qutblanish haqida qayg'urasiz?
Polarizatsiya ikki xil usulda ishlaydi: ikkita antenna qanchalik ko'p hizalangan bo'lsa va bir xil polyarizatsiyaga ega bo'lsa, qabul qilingan signalning kuchi shuncha yaxshi bo'ladi. Aksincha, yomon polyarizatsiya hizalanishi qabul qiluvchilar uchun, xoh maqsadli, xoh qoniqmagan bo'lsin, qiziqish uyg'otadigan signalni yetarli darajada ushlab turishni qiyinlashtiradi. Ko'pgina hollarda, "kanal" uzatiladigan polyarizatsiyani buzadi yoki bitta yoki ikkala antenna ham qat'iy statik yo'nalishda emas.
Qaysi polyarizatsiyadan foydalanishni tanlash odatda o'rnatish yoki atmosfera sharoitlariga bog'liq. Masalan, gorizontal polyarizatsiyalangan antenna shiftga yaqin joyda o'rnatilganda yaxshiroq ishlaydi va polyarizatsiyasini saqlab qoladi; aksincha, vertikal polyarizatsiyalangan antenna yon devorga yaqin joyda o'rnatilganda yaxshiroq ishlaydi va polyarizatsiya ko'rsatkichini saqlab qoladi.
Keng tarqalgan dipol antennasi (oddiy yoki buklangan) o'zining "normal" o'rnatish yo'nalishida gorizontal ravishda qutblangan (4-rasm) va kerak bo'lganda vertikal qutblanishni qabul qilish yoki afzal ko'rilgan qutblanish rejimini qo'llab-quvvatlash uchun ko'pincha 90 darajaga aylantiriladi (5-rasm).
4-rasm: Dipol antennasi odatda gorizontal ravishda polyarizatsiyani ta'minlash uchun ustunga o'rnatiladi.
5-rasm: Vertikal qutblanishni talab qiladigan ilovalar uchun dipol antennasi antenna ushlanadigan joyga mos ravishda o'rnatilishi mumkin
Vertikal qutblanish odatda qo'lda ushlab turiladigan mobil radiolar uchun, masalan, birinchi yordam ko'rsatuvchilar tomonidan ishlatiladiganlar uchun qo'llaniladi, chunki ko'plab vertikal qutblangan radio antenna dizaynlari ham ko'p yo'nalishli nurlanish naqshini ta'minlaydi. Shuning uchun, bunday antennalarni radio va antennaning yo'nalishi o'zgarsa ham qayta yo'naltirish shart emas.
3-30 MGts yuqori chastotali (HF) chastotali antennalar odatda qavslar orasiga gorizontal ravishda bog'langan oddiy uzun simlar sifatida quriladi. Uning uzunligi to'lqin uzunligi (10-100 m) bilan belgilanadi. Bu turdagi antenna tabiiy ravishda gorizontal ravishda qutblangan.
Shuni ta'kidlash kerakki, bu diapazonni "yuqori chastotali" deb atash o'nlab yillar oldin, 30 MGts haqiqatan ham yuqori chastotali bo'lgan paytda boshlangan. Garchi bu ta'rif endi eskirgan bo'lib tuyulsa-da, u Xalqaro elektraloqa ittifoqi tomonidan rasmiy belgi bo'lib, hali ham keng qo'llaniladi.
Afzal ko'rilgan qutblanish ikki yo'l bilan aniqlanishi mumkin: yoki 300 kHz - 3 MGts o'rta to'lqin (MW) diapazonidan foydalangan holda eshittirish uskunalari orqali kuchliroq qisqa masofali signalizatsiya uchun yer to'lqinlaridan foydalanish yoki ionosfera aloqasi orqali uzoqroq masofalar uchun osmon to'lqinlaridan foydalanish. Umuman olganda, vertikal qutblangan antennalar yer to'lqinlarining yaxshiroq tarqalishiga ega, gorizontal qutblangan antennalar esa osmon to'lqinlarining yaxshiroq ishlashiga ega.
Sun'iy yo'ldoshlar uchun aylana shaklidagi qutblanish keng qo'llaniladi, chunki sun'iy yo'ldoshning yer usti stansiyalari va boshqa sun'iy yo'ldoshlarga nisbatan yo'nalishi doimiy ravishda o'zgarib turadi. Uzatish va qabul qilish antennalari orasidagi samaradorlik ikkalasi ham aylana shaklida qutblanganda eng yuqori bo'ladi, ammo chiziqli qutblangan antennalar CP antennalari bilan ishlatilishi mumkin, garchi qutblanishni yo'qotish koeffitsienti mavjud bo'lsa ham.
Qutblanish 5G tizimlari uchun ham muhimdir. Ba'zi 5G ko'p kirishli/ko'p chiqishli (MIMO) antenna massivlari mavjud spektrdan samaraliroq foydalanish uchun qutblanishdan foydalanish orqali o'tkazuvchanlikni oshiradi. Bunga turli xil signal qutblanishlari va antennalarning fazoviy multiplekslanishi (fazoviy xilma-xillik) kombinatsiyasi yordamida erishiladi.
Tizim ikkita ma'lumot oqimini uzatishi mumkin, chunki ma'lumot oqimlari mustaqil ortogonal qutblangan antennalar orqali ulangan va mustaqil ravishda tiklanishi mumkin. Yo'l va kanal buzilishi, aks ettirish, ko'p yo'lli va boshqa kamchiliklar tufayli ba'zi o'zaro qutblanish mavjud bo'lsa ham, qabul qilgich har bir asl signalni tiklash uchun murakkab algoritmlardan foydalanadi, bu esa past bit xatolik darajasiga (BER) va oxir-oqibat spektrdan foydalanishni yaxshilaydi.
yakunida
Polarizatsiya ko'pincha e'tibordan chetda qoladigan antennaning muhim xususiyatidir. Turli xil ilovalar uchun chiziqli (gorizontal va vertikalni o'z ichiga olgan holda) polarizatsiya, qiyshiq polarizatsiya, dumaloq polarizatsiya va elliptik polarizatsiya qo'llaniladi. Antennaning erisha oladigan uchdan uchgacha RF ishlashi diapazoni uning nisbiy yo'nalishi va hizalanishiga bog'liq. Standart antennalar turli xil polarizatsiyalarga ega va spektrning turli qismlari uchun mos keladi, bu esa maqsadli dastur uchun afzal qilingan polarizatsiyani ta'minlaydi.
Tavsiya etilgan mahsulotlar:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parametrlar | Odatda | Birliklar |
| Chastota diapazoni | 20-30 | GHz |
| Daromad | 15-tur. | dBi |
| VSWR | 1.3 Turi. | |
| Polarizatsiya | Ikkilik Chiziqli | |
| Xoch Pol izolyatsiyasi | 60-tur. | dB |
| Port izolyatsiyasi | 70-tur. | dB |
| Ulagich | SMA-Femal | |
| Materiallar | Al | |
| Tugatish | Bo'yoq | |
| Hajmi(Ch*Ch*B) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| Og'irligi | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Mahsulot | Texnik xususiyatlar | Birlik |
| Chastota diapazoni | 1-18 | GHz |
| Daromad | 10-tur. | dBi |
| VSWR | 1.5 turdagi. | |
| Polarizatsiya | Chiziqli | |
| Chet elda izolyatsiya | 30-tur. | dB |
| Ulagich | SMA-Ayol | |
| Tugatish | Pahmoq | |
| Materiallar | Al | |
| Hajmi(Ch*Ch*B) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| Og'irligi | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Parametrlar | Odatda | Birliklar |
| Chastota diapazoni | 2-18 | GHz |
| Daromad | 15-tur. | dBi |
| VSWR | 1.5 turdagi. |
|
| Polarizatsiya | Ikkilik Chiziqli |
|
| Xoch Pol izolyatsiyasi | 40 | dB |
| Port izolyatsiyasi | 40 | dB |
| Ulagich | SMA-F |
|
| Yuzaki ishlov berish | Pahmoq |
|
| Hajmi(Ch*Ch*B) | 276*147*147(±5) | mm |
| Og'irligi | 0.945 | kg |
| Materiallar | Al |
|
| Ishlash harorati | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parametrlar | Odatda | Birliklar |
| Chastota diapazoni | 93-95 | GHz |
| Daromad | 22-tur. | dBi |
| VSWR | 1.3 Turi. |
|
| Polarizatsiya | Ikkilik Chiziqli |
|
| Xoch Pol izolyatsiyasi | 60-tur. | dB |
| Port izolyatsiyasi | 67-tur. | dB |
| Ulagich | WR10 |
|
| Materiallar | Cu |
|
| Tugatish | Oltin |
|
| Hajmi(Ch*Ch*B) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| Og'irligi | 0,015 | kg |
Nashr vaqti: 2024-yil 11-aprel
