Polarizatsiya antennalarning asosiy xususiyatlaridan biridir. Biz birinchi navbatda tekis to'lqinlarning qutblanishini tushunishimiz kerak. Keyinchalik antenna polarizatsiyasining asosiy turlarini muhokama qilishimiz mumkin.
chiziqli polarizatsiya
Biz tekis elektromagnit to'lqinning polarizatsiyasini tushunishni boshlaymiz.
Planar elektromagnit (EM) to'lqin bir nechta xususiyatlarga ega. Birinchisi, quvvat bir yo'nalishda harakat qiladi (ikki ortogonal yo'nalishda maydon o'zgarmaydi). Ikkinchidan, elektr maydon va magnit maydon bir-biriga perpendikulyar va bir-biriga ortogonaldir. Elektr va magnit maydonlar tekis to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar. Misol tariqasida (1) tenglama bilan berilgan bir chastotali elektr maydonini (E maydoni) ko'rib chiqing. Elektromagnit maydon +z yo'nalishida harakat qiladi. Elektr maydoni +x yo'nalishiga yo'naltirilgan. Magnit maydon +y yo'nalishida.
(1) tenglamada quyidagi yozuvga e'tibor bering: . Bu elektr maydon nuqtasi x yo'nalishida ekanligini aytadigan birlik vektor (uzunlik vektori). Tekis to'lqin 1-rasmda tasvirlangan.
rasm 1. +z yo'nalishida harakatlanuvchi elektr maydonining grafik tasviri.
Polarizatsiya - elektr maydonining iz va tarqalish shakli (konturi). Misol tariqasida tekis to'lqin elektr maydon tenglamasini (1) ko'rib chiqamiz. Elektr maydoni (X,Y,Z) = (0,0,0) bo'lgan joyni vaqtning funksiyasi sifatida kuzatamiz. Ushbu maydonning amplitudasi 2-rasmda bir necha vaqt oralig'ida tasvirlangan. Maydon "F" chastotasida tebranmoqda.
rasm 2. Turli vaqtlarda elektr maydonini (X, Y, Z) = (0,0,0) kuzating.
Elektr maydoni amplitudada oldinga va orqaga tebranish joyida kuzatiladi. Elektr maydoni har doim ko'rsatilgan x o'qi bo'ylab joylashgan. Elektr maydoni bitta chiziq bo'ylab saqlanganligi sababli, bu maydonni chiziqli qutblangan deb aytish mumkin. Bundan tashqari, agar X o'qi erga parallel bo'lsa, bu maydon gorizontal polarizatsiya sifatida ham tavsiflanadi. Agar maydon Y o'qi bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, to'lqinni vertikal qutblangan deb aytish mumkin.
Chiziqli polarizatsiyalangan to'lqinlarni gorizontal yoki vertikal o'q bo'ylab yo'naltirish kerak emas. Masalan, 3-rasmda ko'rsatilganidek, chiziq bo'ylab yotadigan cheklovli elektr maydon to'lqini ham chiziqli qutblangan bo'ladi.
rasm 3. Traektoriyasi burchak bo'lgan chiziqli qutblangan to'lqinning elektr maydonining amplitudasi.
3-rasmdagi elektr maydonini (2) tenglama bilan tasvirlash mumkin. Endi elektr maydonining x va y komponenti mavjud. Ikkala komponentning o'lchamlari bir xil.
(2) tenglamaga e'tibor berish kerak bo'lgan narsa - ikkinchi bosqichdagi xy-komponent va elektron maydonlar. Bu shuni anglatadiki, ikkala komponent ham har doim bir xil amplitudaga ega.
dumaloq polarizatsiya
Endi tekis to'lqinning elektr maydoni tenglama (3) bilan berilgan deb faraz qilaylik:
Bunday holda, X va Y elementlar fazadan 90 daraja tashqarida. Agar maydon avvalgidek yana (X, Y, Z) = (0,0,0) ko'rinishida kuzatilsa, elektr maydonining vaqtga nisbatan egri chizig'i quyida 4-rasmda ko'rsatilganidek paydo bo'ladi.
Shakl 4. Elektr maydon kuchi (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ domeni. (3).
4-rasmdagi elektr maydoni aylana bo'ylab aylanadi. Ushbu turdagi maydon dumaloq qutblangan to'lqin sifatida tavsiflanadi. Dumaloq polarizatsiya uchun quyidagi mezonlarga rioya qilish kerak:
- Dumaloq polarizatsiya uchun standart
- Elektr maydoni ikkita ortogonal (perpendikulyar) komponentga ega bo'lishi kerak.
- Elektr maydonining ortogonal komponentlari teng amplitudalarga ega bo'lishi kerak.
- To'rtburchak komponentlar fazadan 90 gradus bo'lishi kerak.
Agar to'lqin 4-rasm ekranida sayohat qilinsa, maydonning aylanishi soat miliga teskari va o'ng qo'lda dumaloq qutblangan (RHCP) deyiladi. Agar maydon soat yo'nalishi bo'yicha aylantirilsa, maydon chap tomonli dumaloq polarizatsiya (LHCP) bo'ladi.
Elliptik polarizatsiya
Agar elektr maydoni ikkita perpendikulyar komponentga ega bo'lsa, fazadan 90 gradus, lekin teng kattalikda bo'lsa, maydon elliptik qutblangan bo'ladi. (4) tenglama bilan tavsiflangan +z yo'nalishi bo'yicha harakatlanuvchi tekislik to'lqinining elektr maydonini hisobga olgan holda:
Elektr maydoni vektorining uchi qabul qilinadigan nuqtaning joylashuvi 5-rasmda keltirilgan
Shakl 5. Tezkor elliptik polarizatsiya to'lqini elektr maydoni. (4).
5-rasmdagi maydon soat miliga teskari yo'nalishda harakatlansa, ekrandan tashqariga chiqsa, o'ng qo'lli elliptik bo'ladi. Agar elektr maydon vektori teskari yo'nalishda aylansa, maydon chap tomonli elliptik qutblangan bo'ladi.
Bundan tashqari, elliptik polarizatsiya uning eksantrikligini anglatadi. Eksentriklikning katta va kichik o'qlarning amplitudasiga nisbati. Masalan, (4) tenglamadan to'lqinning ekssentrisiteti 1/0,3= 3,33 ga teng. Elliptik polarizatsiyalangan to'lqinlar katta o'qning yo'nalishi bo'yicha qo'shimcha ravishda tavsiflanadi. To'lqin tenglamasi (4) asosan x o'qidan iborat bo'lgan o'qga ega. E'tibor bering, asosiy o'q har qanday tekislik burchagida bo'lishi mumkin. X, Y yoki Z o'qiga mos kelish uchun burchak shart emas. Va nihoyat, shuni ta'kidlash kerakki, aylana va chiziqli qutblanish elliptik qutblanishning alohida holatlaridir. 1,0 eksantrik elliptik qutblangan to'lqin dumaloq qutblangan to'lqindir. Cheksiz ekssentriklik bilan elliptik qutblangan to'lqinlar. Chiziqli polarizatsiyalangan to'lqinlar.
Antennaning polarizatsiyasi
Endi biz qutblangan tekislik to'lqin elektromagnit maydonlarini bilganimizdan so'ng, antennaning polarizatsiyasi oddiygina aniqlanadi.
Antennaning polarizatsiyasi Antennaning uzoq-maydonini baholash, natijada radiatsiyaviy maydonning qutblanishi. Shuning uchun antennalar ko'pincha "chiziqli polarizatsiyalangan" yoki "o'ng qo'lli dumaloq polarizatsiyalangan antennalar" deb nomlanadi.
Ushbu oddiy tushuncha antenna aloqalari uchun muhimdir. Birinchidan, gorizontal polarizatsiyalangan antenna vertikal polarizatsiyalangan antenna bilan aloqa qilmaydi. O'zaro teorema tufayli antenna xuddi shunday tarzda uzatadi va oladi. Shuning uchun vertikal polarizatsiyalangan antennalar vertikal polarizatsiyalangan maydonlarni uzatadi va qabul qiladi. Shuning uchun, agar siz vertikal polarizatsiyalangan gorizontal polarizatsiyalangan antennani uzatishga harakat qilsangiz, hech qanday qabul bo'lmaydi.
Umuman olganda, bir-biriga nisbatan burchak ( ) bilan aylantirilgan ikkita chiziqli polarizatsiyalangan antennalar uchun ushbu qutblanish mos kelmasligi sababli quvvat yo'qolishi polarizatsiya yo'qotish omili (PLF) bilan tavsiflanadi:
Shuning uchun, agar ikkita antenna bir xil polarizatsiyaga ega bo'lsa, ularning nurlanish elektron maydonlari orasidagi burchak nolga teng va polarizatsiya mos kelmasligi sababli quvvat yo'qotilishi yo'q. Agar bitta antenna vertikal polarizatsiyalangan bo'lsa, ikkinchisi gorizontal polarizatsiyalangan bo'lsa, burchak 90 daraja bo'ladi va hech qanday quvvat o'tkazilmaydi.
QAYD: Telefonni boshingiz uzra turli burchaklarga ko'chirish, qabul qilishning ba'zan ko'payishining sababini tushuntiradi. Uyali telefon antennalari odatda chiziqli polarizatsiyalanadi, shuning uchun telefonni aylantirish ko'pincha telefonning polarizatsiyasiga mos kelishi mumkin, shuning uchun qabul qilishni yaxshilaydi.
Dumaloq polarizatsiya ko'plab antennalar uchun kerakli xususiyatdir. Ikkala antenna ham dumaloq polarizatsiyalangan va polarizatsiya mos kelmasligi sababli signal yo'qolishidan aziyat chekmaydi. GPS tizimlarida ishlatiladigan antennalar o'ng tomonda dumaloq polarizatsiyalangan.
Endi chiziqli polarizatsiyalangan antenna dumaloq qutblangan to'lqinlarni qabul qiladi deb faraz qiling. Aytaylik, dumaloq polarizatsiyalangan antenna chiziqli polarizatsiyalangan to'lqinlarni olishga harakat qiladi. Natijada qutblanishni yo'qotish omili nima?
Eslatib o'tamiz, dumaloq polarizatsiya aslida ikkita ortogonal chiziqli polarizatsiyalangan to'lqinlar, fazadan 90 daraja. Shuning uchun chiziqli polarizatsiyalangan (LP) antenna faqat dumaloq polarizatsiyalangan (CP) to'lqin fazasi komponentini oladi. Shuning uchun, LP antennasi 0,5 (-3dB) polarizatsiya mos kelmasligini yo'qotadi. LP antennasi qaysi burchakka aylantirilishidan qat'i nazar, bu to'g'ri. shuning uchun:
Polarizatsiyani yo'qotish omili ba'zan polarizatsiya samaradorligi, antennaning mos kelmasligi faktori yoki antennani qabul qilish omili deb ataladi. Bu nomlarning barchasi bir xil tushunchaga ishora qiladi.
Xabar vaqti: 22-dekabr 2023-yil
