Polarizatsiya antennalarning asosiy xususiyatlaridan biridir. Avval tekis to'lqinlarning qutblanishini tushunishimiz kerak. Keyin antenna qutblanishining asosiy turlarini muhokama qilishimiz mumkin.
chiziqli qutblanish
Biz tekis elektromagnit to'lqinning qutblanishini tushunishni boshlaymiz.
Yassi elektromagnit (EM) to'lqin bir nechta xususiyatlarga ega. Birinchisi, quvvat bir yo'nalishda harakatlanadi (ikki ortogonal yo'nalishda maydon o'zgarmaydi). Ikkinchidan, elektr maydoni va magnit maydoni bir-biriga perpendikulyar va bir-biriga ortogonaldir. Elektr va magnit maydonlari tekis to'lqin tarqalish yo'nalishiga perpendikulyar. Misol tariqasida, (1) tenglama bilan berilgan bitta chastotali elektr maydonini (E maydoni) ko'rib chiqing. Elektromagnit maydon +z yo'nalishda harakatlanadi. Elektr maydoni +x yo'nalishda yo'naltirilgan. Magnit maydoni +y yo'nalishda.
(1) tenglamada quyidagi yozuvga e'tibor bering: . Bu birlik vektor (uzunlik vektori) bo'lib, u elektr maydoni nuqtasi x yo'nalishda ekanligini bildiradi. Yassi to'lqin 1-rasmda ko'rsatilgan.
1-rasm. +z yo'nalishida harakatlanayotgan elektr maydonining grafik tasviri.
Qutblanish - bu elektr maydonining izi va tarqalish shakli (konturi). Misol tariqasida, tekis to'lqinli elektr maydoni tenglamasini (1) ko'rib chiqing. Elektr maydoni vaqt funksiyasi sifatida (X,Y,Z) = (0,0,0) bo'lgan holatni kuzatamiz. Bu maydonning amplitudasi 2-rasmda vaqtning bir nechta holatlarida ko'rsatilgan. Maydon "F" chastotasida tebranmoqda.
2-rasm. Turli vaqtlarda elektr maydonini (X, Y, Z) = (0,0,0) kuzating.
Elektr maydoni boshlang'ich nuqtada kuzatiladi, amplituda bo'yicha oldinga va orqaga tebranadi. Elektr maydoni har doim ko'rsatilgan x o'qi bo'ylab bo'ladi. Elektr maydoni bitta chiziq bo'ylab saqlanganligi sababli, bu maydon chiziqli qutblangan deb aytish mumkin. Bundan tashqari, agar X o'qi yerga parallel bo'lsa, bu maydon gorizontal qutblangan deb ham ta'riflanadi. Agar maydon Y o'qi bo'ylab yo'naltirilgan bo'lsa, to'lqin vertikal qutblangan deb aytish mumkin.
Chiziqli qutblangan to'lqinlar gorizontal yoki vertikal o'q bo'ylab yo'naltirilishi shart emas. Masalan, 3-rasmda ko'rsatilgandek, chiziq bo'ylab joylashgan cheklovga ega elektr maydon to'lqini ham chiziqli qutblangan bo'ladi.
3-rasm. Traektoriyasi burchak bo'lgan chiziqli qutblangan to'lqinning elektr maydoni amplitudasi.
3-rasmdagi elektr maydonini (2) tenglama bilan tasvirlash mumkin. Endi elektr maydonining x va y komponenti mavjud. Ikkala komponent ham o'lcham jihatidan teng.
(2) tenglama haqida e'tiborga olish kerak bo'lgan narsa bu ikkinchi bosqichdagi xy-komponent va elektron maydonlaridir. Bu shuni anglatadiki, ikkala komponent ham har doim bir xil amplitudaga ega.
dumaloq qutblanish
Endi tekis to'lqinning elektr maydoni (3) tenglama bilan berilgan deb faraz qilaylik:
Bu holda, X va Y elementlari fazadan 90 daraja tashqarida. Agar maydon avvalgidek yana (X, Y, Z) = (0,0,0) sifatida kuzatilsa, elektr maydonining vaqtga nisbatan egri chizig'i quyida 4-rasmda ko'rsatilgandek paydo bo'ladi.
4-rasm. Elektr maydon kuchlanishi (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ domeni. (3).
4-rasmdagi elektr maydoni aylana bo'ylab aylanadi. Ushbu turdagi maydon aylana shaklida qutblangan to'lqin sifatida tavsiflanadi. Aylana shaklida qutblanish uchun quyidagi mezonlarga javob berish kerak:
- Dumaloq qutblanish uchun standart
- Elektr maydoni ikkita ortogonal (perpendikulyar) komponentga ega bo'lishi kerak.
- Elektr maydonining ortogonal komponentlari teng amplitudalarga ega bo'lishi kerak.
- Kvadratura komponentlari fazadan 90 daraja tashqarida bo'lishi kerak.
Agar Wave Figure 4 ekranida harakatlanayotgan bo'lsa, maydonning aylanishi soat miliga teskari va o'ng qo'l bilan aylana shaklida qutblangan (RHCP) deyiladi. Agar maydon soat mili yo'nalishi bo'yicha aylantirilsa, maydon chap qo'l bilan aylana shaklida qutblangan (LHCP) bo'ladi.
Elliptik qutblanish
Agar elektr maydoni ikkita perpendikulyar komponentga ega bo'lsa, ular fazadan 90 gradusga uzilgan, ammo kattaligi teng bo'lsa, maydon elliptik qutblangan bo'ladi. (4) tenglama bilan tavsiflangan +z yo'nalishda harakatlanayotgan tekis to'lqinning elektr maydonini hisobga olsak:
Elektr maydoni vektorining uchi qabul qiladigan nuqtaning joylashuvi 5-rasmda keltirilgan.
5-rasm. Elliptik polyarizatsiya to'lqinining elektr maydonining tezkor diagrammasi. (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 qo'lli elliptik qutblangan bo'ladi.
Bundan tashqari, elliptik qutblanish uning ekssentrikligini anglatadi. Eksentriklikning katta va kichik o'qlarning amplitudasiga nisbati. Masalan, (4) tenglamadan to'lqin ekssentrikligi 1/0.3 = 3.33 ga teng. Elliptik qutblangan to'lqinlar asosiy o'qning yo'nalishi bilan qo'shimcha ravishda tavsiflanadi. (4) to'lqin tenglamasi asosan x o'qidan iborat o'qqa ega. Asosiy o'q har qanday tekislik burchagida bo'lishi mumkinligini unutmang. X, Y yoki Z o'qiga mos kelish uchun burchak talab qilinmaydi. Va nihoyat, shuni ta'kidlash kerakki, ham aylana, ham chiziqli qutblanish elliptik qutblanishning maxsus holatlaridir. 1.0 eksentrik elliptik qutblangan to'lqin aylana qutblangan to'lqindir. Cheksiz eksentriklikka ega elliptik qutblangan to'lqinlar. Chiziqli qutblangan to'lqinlar.
Antenna qutblanishi
Endi biz qutblangan tekis to'lqinli elektromagnit maydonlardan xabardor bo'lganimizdan so'ng, antennaning qutblanishi shunchaki ta'riflangan.
Antenna qutblanishi Antennaning uzoq maydonni baholash, natijada paydo bo'lgan nurlanish maydonining qutblanishi. Shuning uchun, antennalar ko'pincha "chiziqli qutblangan" yoki "o'ng qo'lli dumaloq qutblangan antennalar" deb nomlanadi.
Bu oddiy tushuncha antenna aloqasi uchun muhimdir. Birinchidan, gorizontal qutblangan antenna vertikal qutblangan antenna bilan aloqa qilmaydi. O'zaro ta'sir teoremasi tufayli antenna aynan bir xil tarzda uzatadi va qabul qiladi. Shuning uchun, vertikal qutblangan antennalar vertikal qutblangan maydonlarni uzatadi va qabul qiladi. Shuning uchun, agar siz vertikal qutblangan gorizontal qutblangan antennani uzatishga harakat qilsangiz, qabul qilish bo'lmaydi.
Umumiy holda, bir-biriga nisbatan burchak ostida ( ) aylantirilgan ikkita chiziqli qutblangan antenna uchun, bu qutblanish mos kelmasligi tufayli quvvat yo'qotilishi qutblanish yo'qotish koeffitsienti (PLF) bilan tavsiflanadi:
Shuning uchun, agar ikkita antenna bir xil qutblanishga ega bo'lsa, ularning nurlantiruvchi elektron maydonlari orasidagi burchak nolga teng va qutblanish mos kelmasligi tufayli quvvat yo'qotilishi bo'lmaydi. Agar bitta antenna vertikal qutblangan, ikkinchisi esa gorizontal qutblangan bo'lsa, burchak 90 daraja bo'ladi va hech qanday quvvat uzatilmaydi.
ESLATMA: Telefonni boshingiz uzra turli burchaklarga siljitish, qabul qilish ba'zan kuchaytirilishi mumkinligini tushuntiradi. Uyali telefon antennalari odatda chiziqli qutblangan bo'ladi, shuning uchun telefonni aylantirish ko'pincha telefonning qutblanishiga mos kelishi va shu bilan qabul qilishni yaxshilashi mumkin.
Dumaloq qutblanish ko'plab antennalarning istalgan xususiyatidir. Ikkala antenna ham dumaloq qutblangan va qutblanish nomuvofiqligi tufayli signal yo'qotilishidan aziyat chekmaydi. GPS tizimlarida ishlatiladigan antennalar o'ng qo'l bilan dumaloq qutblangan.
Endi chiziqli qutblangan antenna aylana shaklida qutblangan to'lqinlarni qabul qiladi deb faraz qiling. Xuddi shunday, aylana shaklida qutblangan antenna chiziqli qutblangan to'lqinlarni qabul qilishga harakat qiladi deb faraz qiling. Natijada paydo bo'lgan qutblanish yo'qotish koeffitsienti qanday bo'ladi?
Eslatib o'tamiz, aylana shaklidagi polyarizatsiya aslida ikkita ortogonal chiziqli polyarizatsiyalangan to'lqin bo'lib, ular fazadan 90 daraja tashqarida joylashgan. Shuning uchun, chiziqli polyarizatsiyalangan (LP) antenna faqat aylana shaklidagi polyarizatsiyalangan (CP) to'lqin faza komponentini qabul qiladi. Shuning uchun, LP antennasida polyarizatsiya mos kelmasligi yo'qotilishi 0,5 (-3dB) bo'ladi. Bu LP antennasi qanday burchak ostida aylantirilishidan qat'i nazar to'g'ri keladi. shuning uchun:
Polarizatsiya yo'qotish koeffitsienti ba'zan polarizatsiya samaradorligi, antenna mos kelmasligi koeffitsienti yoki antenna qabul qilish koeffitsienti deb ataladi. Bu nomlarning barchasi bir xil tushunchani anglatadi.
Nashr vaqti: 2023-yil 22-dekabr
