Elektronikaj inĝenieroj scias, ke antenoj sendas kaj ricevas signalojn en la formo de ondoj de elektromagneta (EM) energio priskribitaj per la ekvacioj de Maxwell. Kiel ĉe multaj temoj, ĉi tiuj ekvacioj, kaj la disvastiĝaj ecoj de elektromagnetismo, povas esti studataj je malsamaj niveloj, de relative kvalitaj terminoj ĝis kompleksaj ekvacioj.
Ekzistas multaj aspektoj al elektromagneta energia disvastiĝo, unu el kiuj estas polarigo, kiu povas havi diversajn gradojn de efiko aŭ zorgo en aplikoj kaj iliaj antenaj dezajnoj. La bazaj principoj de polarigo validas por ĉiu elektromagneta radiado, inkluzive de RF/sendrata, optika energio, kaj ofte estas uzataj en optikaj aplikoj.
Kio estas antenpolarizado?
Antaŭ ol kompreni la polarigon, ni devas unue kompreni la bazajn principojn de elektromagnetaj ondoj. Ĉi tiuj ondoj konsistas el elektraj kampoj (E-kampoj) kaj magnetaj kampoj (H-kampoj) kaj moviĝas en unu direkto. La E- kaj H-kampoj estas perpendikularaj unu al la alia kaj al la direkto de ebena ondodisvastiĝo.
Polarigo rilatas al la E-kampa ebeno el la perspektivo de la signalsendilo: por horizontala polarigo, la elektra kampo moviĝos flanken en la horizontala ebeno, dum por vertikala polarigo, la elektra kampo oscilos supren kaj malsupren en la vertikala ebeno (figuro 1).
Figuro 1: Elektromagnetaj energiaj ondoj konsistas el reciproke perpendikularaj E kaj H kampokomponantoj
Lineara polusiĝo kaj cirkla polusiĝo
Polarigaj reĝimoj inkluzivas la jenajn:
En baza lineara polarigo, la du eblaj polarigoj estas ortaj (perpendikularaj) unu al la alia (Figuro 2). Teorie, horizontale polarigita ricevanta anteno ne "vidos" signalon de vertikale polarigita anteno kaj inverse, eĉ se ambaŭ funkcias je la sama frekvenco. Ju pli bone ili estas vicigitaj, des pli da signalo estas kaptita, kaj energitransdono estas maksimumigita kiam la polarigoj kongruas.
Figuro 2: Lineara polusiĝo provizas du polarizajn opciojn ortangule unu al la alia
La oblikva polarigo de la anteno estas tipo de lineara polarigo. Kiel baza horizontala kaj vertikala polarigo, ĉi tiu polarigo nur havas sencon en tera medio. Oblikva polarigo estas je angulo de ±45 gradoj rilate al la horizontala referenca ebeno. Kvankam ĉi tio estas vere nur alia formo de lineara polarigo, la termino "lineara" kutime rilatas nur al horizontale aŭ vertikale polarigitaj antenoj.
Malgraŭ iuj perdoj, signaloj senditaj (aŭ ricevitaj) per diagonala anteno estas fareblaj nur per horizontale aŭ vertikale polarigitaj antenoj. Oblikve polarigitaj antenoj estas utilaj kiam la polarigo de unu aŭ ambaŭ antenoj estas nekonata aŭ ŝanĝiĝas dum uzo.
Cirkla polarigo (KP) estas pli kompleksa ol lineara polarigo. En ĉi tiu reĝimo, la polarigo reprezentita de la E-kampa vektoro rotacias dum la signalo disvastiĝas. Kiam rotaciita dekstren (rigardante eksteren el la sendilo), cirkla polarigo nomiĝas dekstramana cirkla polarigo (RHCP); kiam rotaciita maldekstren, maldekstramana cirkla polarigo (LHCP) (Figuro 3)
Figuro 3: En cirkla polarigo, la E-kampa vektoro de elektromagneta ondo rotacias; ĉi tiu rotacio povas esti dekstramana aŭ maldekstramana
CP-signalo konsistas el du ortogonalaj ondoj, kiuj estas malfazaj. Tri kondiĉoj estas necesaj por generi CP-signalon. La E-kampo devas konsisti el du ortogonalaj komponantoj; la du komponantoj devas esti 90 gradojn malfazaj kaj egalaj laŭ amplitudo. Simpla maniero generi CP estas uzi helikforman antenon.
Elipsa polarigo (EP) estas tipo de CP. Elipse polarigitaj ondoj estas la gajno produktita de du linie polarigitaj ondoj, kiel CP-ondoj. Kiam du reciproke perpendikularaj linie polarigitaj ondoj kun neegalaj amplitudoj estas kombinitaj, elipse polarigita ondo estas produktita.
La polariza misagordo inter antenoj estas priskribita per la polariza perdofaktoro (PLF). Ĉi tiu parametro estas esprimita en decibeloj (dB) kaj estas funkcio de la diferenco en polariza angulo inter la senda kaj ricevanta antenoj. Teorie, la PLF povas varii de 0 dB (neniu perdo) por perfekte vicigita anteno ĝis senfina dB (senfina perdo) por perfekte orta anteno.
En realeco, tamen, la vicigo (aŭ misaco) de polarigo ne estas perfekta ĉar la mekanika pozicio de la anteno, uzanta konduto, kanala misprezento, plurvojaj reflektoj kaj aliaj fenomenoj povas kaŭzi iom da angula misprezento de la transdonita elektromagneta kampo. Komence, estos 10-30 dB aŭ pli da signala krucpolariga "elfluado" de la orta polarigo, kio en iuj kazoj povas sufiĉi por malhelpi la reakiron de la dezirata signalo.
Kontraste, la efektiva PLF (Pulse Frequency Frequency - potenciala fakto) por du vicigitaj antenoj kun ideala polarigo povas esti 10 dB, 20 dB, aŭ pli granda, depende de la cirkonstancoj, kaj povas malhelpi signalan reakiron. Alivorte, neintencita krucpolarigo kaj PLF povas funkcii ambaŭdirekte per interrompo de la dezirata signalo aŭ redukto de la dezirata signalforto.
Kial zorgi pri polusiĝo?
Polarigo funkcias laŭ du manieroj: ju pli vicigitaj estas du antenoj kaj havas la saman polarigon, des pli bona estas la forto de la ricevita signalo. Male, malbona polariga vicigo malfaciligas por riceviloj, ĉu celitaj ĉu malkontentaj, kapti sufiĉe da la interesata signalo. En multaj kazoj, la "kanalo" distordas la elsenditan polarigon, aŭ unu aŭ ambaŭ antenoj ne estas en fiksa statika direkto.
La elekto de kiu polarigo uzi kutime dependas de la instalado aŭ atmosferaj kondiĉoj. Ekzemple, horizontale polarigita anteno funkcios pli bone kaj konservos sian polarigon kiam instalita proksime al la plafono; male, vertikale polarigita anteno funkcios pli bone kaj konservos sian polarigan rendimenton kiam instalita proksime al flanka muro.
La vaste uzata dipola anteno (simpla aŭ faldita) estas horizontale polarigita en sia "normala" munta orientiĝo (Figuro 4) kaj ofte estas rotaciita 90 gradojn por supozi vertikalan polarigon kiam necese aŭ por subteni preferatan polarigan reĝimon (Figuro 5).
Figuro 4: Dipola anteno estas kutime muntita horizontale sur sia masto por provizi horizontalan polarigon.
Figuro 5: Por aplikoj postulantaj vertikalan polarigon, la dipola anteno povas esti muntita laŭbezone kie la anteno kaptas
Vertikala polusiĝo estas ofte uzata por porteblaj poŝtelefonaj radioj, kiel tiuj uzataj de unuaj respondantoj, ĉar multaj vertikale polarigitaj radioantendezajnoj ankaŭ provizas ĉiudirektan radian padronon. Tial, tiaj antenoj ne devas esti reorientigitaj eĉ se la direkto de la radio kaj anteno ŝanĝiĝas.
3 - 30 MHz altfrekvencaj (HF) antenoj estas tipe konstruitaj kiel simplaj longaj dratoj ŝnuritaj horizontale inter krampoj. Ilia longo estas determinita de la ondolongo (10 - 100 m). Ĉi tiu tipo de anteno estas nature horizontale polarigita.
Indas rimarki, ke oni nomis ĉi tiun bendon "alta frekvenco" antaŭ jardekoj, kiam 30 MHz efektive estis alta frekvenco. Kvankam ĉi tiu priskribo nun ŝajnas esti malaktuala, ĝi estas oficiala nomo de la Internacia Telekomunika Unio kaj estas ankoraŭ vaste uzata.
La preferata polusiĝo povas esti determinita laŭ du manieroj: aŭ uzante terondojn por pli forta mallongdistanca signalado per elsenda ekipaĵo uzanta la mezondo-bendon 300 kHz - 3 MHz, aŭ uzante ĉielondojn por pli longaj distancoj tra la jonosfero. Ĝenerale parolante, vertikale polarigitaj antenoj havas pli bonan terondondan disvastiĝon, dum horizontale polarigitaj antenoj havas pli bonan ĉielondan rendimenton.
Cirkla polarigo estas vaste uzata por satelitoj ĉar la orientiĝo de la satelito rilate al terstacioj kaj aliaj satelitoj konstante ŝanĝiĝas. La efikeco inter elsendaj kaj ricevaj antenoj estas plej granda kiam ambaŭ estas cirkle polarigitaj, sed linie polarigitaj antenoj povas esti uzataj kun CP-antenoj, kvankam ekzistas polariga perdofaktoro.
Polarigo ankaŭ gravas por 5G-sistemoj. Kelkaj 5G-antenaroj kun pluraj enigoj/pluraj eligoj (MIMO) atingas pliigitan trairon per uzado de polarigo por pli efike utiligi la disponeblan spektron. Ĉi tio estas atingita per kombinaĵo de malsamaj signalpolarigoj kaj spaca multipleksado de la antenoj (spaca diverseco).
La sistemo povas sendi du datumfluojn ĉar la datumfluoj estas konektitaj per sendependaj ortogonale polarigitaj antenoj kaj povas esti reakiritaj sendepende. Eĉ se ekzistas iu kruc-polarizado pro pada kaj kanala misprezento, reflektoj, plurpado kaj aliaj neperfektaĵoj, la ricevilo uzas sofistikajn algoritmojn por reakiri ĉiun originalan signalon, rezultante en malaltaj bitaj eraroj (BER) kaj finfine plibonigita spektra utiligo.
konklude
Polarigo estas grava antena eco, kiu ofte estas preteratentata. Lineara (inkluzive horizontala kaj vertikala) polarigo, oblikva polarigo, cirkla polarigo kaj elipsa polarigo estas uzataj por diversaj aplikoj. La gamo de fin-al-fina RF-efikeco, kiun anteno povas atingi, dependas de ĝia relativa orientiĝo kaj vicigo. Normaj antenoj havas malsamajn polarigojn kaj taŭgas por malsamaj partoj de la spektro, provizante la preferatan polarigon por la cela apliko.
Produktoj Rekomenditaj:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parametroj | Tipa | Unuoj |
| Frekvenca Gamo | 20-30 | GHz |
| Gajno | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tip. | |
| Polarigo | Duobla Lineara | |
| Kruc-Politikista Izolado | 60 Tip. | dB |
| Havena Izolado | 70 Tip. | dB |
| Konektilo | SMA-Fvirino | |
| Materialo | Al | |
| Finado | Farbo | |
| Grandeco(L*A*A) | 83,9*39,6*69,4±5) | mm |
| Pezo | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Ero | Specifo | Unuo |
| Frekvenca Gamo | 1-18 | GHz |
| Gajno | 10 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tip. | |
| Polarigo | Lineara | |
| Kruc-Po. Izolado | 30 Tip. | dB |
| Konektilo | SMA-Ina | |
| Finado | Pne estas | |
| Materialo | Al | |
| Grandeco(L*A*A) | 182.4*185.1*116.6±5) | mm |
| Pezo | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Parametroj | Tipa | Unuoj |
| Frekvenca Gamo | 2-18 | GHz |
| Gajno | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tip. |
|
| Polarigo | Duobla Lineara |
|
| Kruc-Politikista Izolado | 40 | dB |
| Havena Izolado | 40 | dB |
| Konektilo | SMA-F |
|
| Surfaca Traktado | Pne estas |
|
| Grandeco(L*A*A) | 276*147*147(±5) | mm |
| Pezo | 0.945 | kg |
| Materialo | Al |
|
| Funkciiga temperaturo | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parametroj | Tipa | Unuoj |
| Frekvenca Gamo | 93-95 | GHz |
| Gajno | 22 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tip. |
|
| Polarigo | Duobla Lineara |
|
| Kruc-Politikista Izolado | 60 Tip. | dB |
| Havena Izolado | 67 Tip. | dB |
| Konektilo | WR10 |
|
| Materialo | Cu |
|
| Finado | Ora |
|
| Grandeco(L*A*A) | 69,3*19,1*21,2 (±5) | mm |
| Pezo | 0.015 | kg |
Afiŝtempo: 11-a de aprilo 2024
