Elektronikaj inĝenieroj scias ke antenoj sendas kaj ricevas signalojn en la formo de ondoj de elektromagneta (EM) energio priskribita per la ekvacioj de Maxwell. Kiel kun multaj temoj, tiuj ekvacioj, kaj la disvastigo, trajtoj de elektromagnetismo, povas esti studitaj sur malsamaj niveloj, de relative kvalitaj esprimoj ĝis kompleksaj ekvacioj.
Ekzistas multaj aspektoj al elektromagneta energidisvastigo, unu el kiu estas polusiĝo, kiu povas havi ŝanĝiĝantajn gradojn de efiko aŭ zorgo en aplikoj kaj iliaj antendezajnoj. La bazaj principoj de polusiĝo validas por ĉiu elektromagneta radiado, inkluzive de RF/sendrata, optika energio, kaj ofte estas uzitaj en optikaj aplikoj.
Kio estas antena polusiĝo?
Antaŭ ol kompreni polarizo, ni unue devas kompreni la bazajn principojn de elektromagnetaj ondoj. Tiuj ondoj estas kunmetitaj de 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 ondo-disvastigo.
Polusiĝo rilatas al la E-kampa ebeno de la perspektivo de la signalsendilo: por horizontala polusiĝo, la elektra kampo moviĝos flanken en la horizontala ebeno, dum por vertikala polusiĝo, 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-kampaj komponantoj
Lineara polusiĝo kaj cirkla polusiĝo
Polariziĝreĝimoj inkludas la sekvantajn:
En baza linia polusiĝo, la du eblaj polarigoj estas ortaj (perpendikularaj) unu al la alia (Figuro 2). En teorio, horizontale polarigita ricevanteno ne "vidos" signalon de vertikale polarigita anteno kaj inverse, eĉ se ambaŭ funkciigas ĉe la sama frekvenco. Ju pli bone ili estas vicigitaj, des pli da signalo estas kaptita, kaj energitransigo estas maksimumigita kiam polarigoj kongruas.
Figuro 2: Linia polusiĝo disponigas du polusiĝopciojn rektangule unu al la alia
La oblikva polusiĝo de la anteno estas speco de linia polusiĝo. Kiel baza horizontala kaj vertikala polusiĝo, tiu polusiĝo nur havas sencon en tera medio. Oblikva polusiĝo estas laŭ angulo de ±45 gradoj al la horizontala referencaviadilo. Dum tio estas vere nur alia formo de linia polusiĝo, la esprimo "linia" kutime nur rilatas al horizontale aŭ vertikale polarigitaj antenoj.
Malgraŭ kelkaj perdoj, signaloj senditaj (aŭ ricevitaj) per diagonala anteno estas realigeblaj kun nur horizontale aŭ vertikale polarigitaj antenoj. Oblikve polarigitaj antenoj estas utilaj kiam la polusiĝo de unu aŭ ambaŭ antenoj estas nekonata aŭ ŝanĝiĝas dum uzo.
Cirkla polusiĝo (CP) estas pli kompleksa ol linia polusiĝo. En tiu reĝimo, la polusiĝo reprezentita per la E-kampvektoro rotacias kiam la signalo disvastiĝas. Se rotaciite dekstren (rigardante eksteren de la dissendilo), cirkla polusiĝo estas nomita dekstramana cirkla polusiĝo (RHCP); kiam turnite maldekstren, maldekstramana cirkla polusiĝo (LHCP) (Figuro 3)
Figuro 3: En cirkla polusiĝo, la E-kampvektoro de elektromagneta ondo turniĝas; ĉi tiu rotacio povas esti dekstra aŭ maldekstramana
CP-signalo konsistas el du ortaj ondoj kiuj estas malfazaj. Tri kondiĉoj estas postulataj por generi CP-signalon. La E-kampo devas konsisti el du ortaj komponantoj; la du komponentoj devas esti 90 gradoj malfazaj kaj egalaj en amplitudo. Simpla maniero generi CP estas uzi helikforman antenon.
Elipsa polusiĝo (EP) estas speco de CP. Elipse polarigitaj ondoj estas la gajno produktita per 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 polusiĝmalkongruo inter antenoj estas priskribita per la polarizperdfaktoro (PLF). Ĉi tiu parametro estas esprimita en decibeloj (dB) kaj estas funkcio de la diferenco en polarizangulo inter la elsendaj kaj ricevantaj 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, aliflanke, la paraleligo (aŭ misparaleligo) de polusiĝo ne estas perfekta ĉar la mekanika pozicio de la anteno, uzantkonduto, kanalmisprezento, plurvojaj reflektadoj, kaj aliaj fenomenoj povas kaŭzi iun angulan misprezenton de la elsendita elektromagneta kampo. Komence, ekzistos 10 - 30 dB aŭ pli de signal-krucpolariĝo "elfluo" de la orta polusiĝo, kiu en kelkaj kazoj povas esti sufiĉe por malhelpi la reakiron de la dezirata signalo.
En kontrasto, la fakta PLF por du vicigitaj antenoj kun ideala polusiĝo povas esti 10 dB, 20 dB, aŭ pli granda, depende de la cirkonstancoj, kaj povas malhelpi signalan reakiron. Alivorte, neintencita krucpolariĝo kaj PLF povas funkcii ambaŭmaniere influante la deziratan signalon aŭ reduktante la deziratan signalforton.
Kial zorgi pri polarizo?
Polusiĝo funkcias en du manieroj: ju pli vicigitaj du antenoj estas kaj havas la saman polusiĝon, des pli bona la forto de la ricevita signalo. Inverse, malbona polusigparaleligo faras ĝin pli malfacila por riceviloj, aŭ celitaj aŭ nekontenta, kapti sufiĉe de la signalo de intereso. En multaj kazoj, la "kanalo" distordas la elsenditan polusiĝon, aŭ unu aŭ ambaŭ antenoj ne estas en fiksa senmova direkto.
La elekto de kiu polarizo uzi estas kutime determinita de la instalaĵo aŭ atmosferaj kondiĉoj. Ekzemple, horizontale polarigita anteno funkcios pli bone kaj konservos sian polusiĝon kiam instalite proksime de la plafono; inverse, vertikale polarigita anteno funkcios pli bone kaj konservos sian polusigan efikecon kiam instalite proksime de flanka muro.
La vaste uzita dipolanteno (ebena aŭ faldita) estas horizontale polarigita en sia "normala" munta orientiĝo (Figuro 4) kaj ofte estas rotaciita 90 gradoj por supozi vertikalan polusiĝon kiam bezonite aŭ por apogi preferatan polusiĝreĝimon (Figuro 5).
Figuro 4: dipolanteno estas kutime muntita horizontale sur sia masto por disponigi horizontalan polusiĝon
Figuro 5: Por aplikoj postulantaj vertikalan polusiĝon, la dipolanteno povas esti muntita laŭe kie la anteno kaptas
Vertikala polusiĝo estas ofte uzita por porteblaj movaj radioj, kiel ekzemple tiuj uzitaj fare de unuaj respondantoj, ĉar multaj vertikale polarigitaj radioantendezajnoj ankaŭ disponigas ĉiodirektan radiadpadronon. Tial tiaj antenoj ne devas esti reorientitaj eĉ se la direkto de la radio kaj anteno ŝanĝiĝas.
3 - 30 MHz altfrekvencaj (HF) frekvencaj antenoj estas tipe konstruitaj kiel simplaj longaj dratoj laĉitaj kune horizontale inter krampoj. Ĝia longo estas determinita de la ondolongo (10 - 100 m). Ĉi tiu tipo de anteno estas nature horizontale polarigita.
Indas noti, ke referado al ĉi tiu bando kiel "altfrekvenco" komenciĝis antaŭ jardekoj, kiam 30 MHz ja estis altfrekvenco. Kvankam ĉi tiu priskribo nun ŝajnas malmoderna, ĝi estas oficiala nomo de la Internacia Telekomunika Unio kaj daŭre estas vaste uzata.
La preferata polusiĝo povas esti determinita laŭ du manieroj: aŭ uzante grundajn ondojn por pli forta mallongdistanca signalado per elsenda ekipaĵo uzanta la 300 kHz - 3 MHz mezan ondon (Mw) grupon, aŭ uzante ĉielondojn por pli longaj distancoj tra la jonosfera Ligo. Ĝenerale parolante, vertikale polarigitaj antenoj havas pli bonan grundan disvastigon, dum horizontale polarigitaj antenoj havas pli bonan ĉielondan efikecon.
Cirkla polusiĝo estas vaste uzata por satelitoj ĉar la orientiĝo de la satelito relative al terstacioj kaj aliaj satelitoj konstante ŝanĝiĝas. Efikeco inter elsendas kaj ricevi antenojn estas plej bonega kiam ambaŭ estas cirkle polarigitaj, sed linie polarigitaj antenoj povas esti uzitaj kun CP-antenoj, kvankam ekzistas polusperdfaktoro.
Polarizo ankaŭ estas grava por 5G-sistemoj. Kelkaj 5G-plur-eniga/multobla-eliga (MIMO) antenaroj atingas pliigitan trairon uzante polusiĝon por pli efike utiligi la disponeblan spektron. Tio estas atingita uzante kombinaĵon de malsamaj signalpolusigoj kaj spaca multipleksado de la antenoj (spaca diverseco).
La sistemo povas elsendi du datenfluojn ĉar la datenfluoj estas ligitaj per sendependaj ortogonale polarigitaj antenoj kaj povas esti reakiritaj sendepende. Eĉ se iu kruc-polariĝo ekzistas pro pado kaj kanalmisprezento, reflektadoj, multipado, kaj aliaj neperfektaĵoj, la ricevilo utiligas sofistikajn algoritmojn por reakiri ĉiun originan signalon, rezultigante malaltajn bitajn erarojn (BER) kaj finfine plibonigitan spektran Utiligon.
konklude
Polarizo estas grava antena posedaĵo, kiu ofte estas preteratentita. Lineara (inkluzive de horizontala kaj vertikala) polusiĝo, oblikva polusiĝo, cirkla polusiĝo kaj elipsa polusiĝo estas uzataj por malsamaj aplikoj. La gamo de fin-al-fina RF-efikeco kiun anteno povas atingi dependas de sia relativa orientiĝo kaj paraleligo. Normaj antenoj havas malsamajn polarigojn kaj estas taŭgaj por malsamaj partoj de la spektro, disponigante la preferatan polusiĝon por la celaplikaĵo.
Rekomenditaj Produktoj:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parametroj | Tipa | Unuoj |
| Frekvenca Gamo | 20-30 | GHz |
| Gajno | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tip. | |
| Polarizo | Duobla Lineara | |
| Kruco Pol. Izolo | 60 Tip. | dB |
| Havena Izoliĝo | 70 Tip. | dB |
| Konektilo | SMA-Female | |
| Materialo | Al | |
| Finado | Farbo | |
| Grandeco(L*W*H) | 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. | |
| Polarizo | Lineara | |
| Kruco Po. Izolo | 30 Tip. | dB |
| Konektilo | SMA-Ino | |
| Finado | Paint | |
| Materialo | Al | |
| Grandeco(L*W*H) | 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. |
|
| Polarizo | Duobla Lineara |
|
| Kruco Pol. Izolo | 40 | dB |
| Havena Izoliĝo | 40 | dB |
| Konektilo | SMA-F |
|
| Surfaca Traktado | Paint |
|
| Grandeco(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Pezo | 0.945 | kg |
| Materialo | Al |
|
| Funkcia Temperaturo | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parametroj | Tipa | Unuoj |
| Frekvenca Gamo | 93-95 | GHz |
| Gajno | 22 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tip. |
|
| Polarizo | Duobla Lineara |
|
| Kruco Pol. Izolo | 60 Tip. | dB |
| Havena Izoliĝo | 67 Tip. | dB |
| Konektilo | WR10 |
|
| Materialo | Cu |
|
| Finado | Ora |
|
| Grandeco(L*W*H) | 69,3*19,1*21,2 (±5) | mm |
| Pezo | 0.015 | kg |
Afiŝtempo: Apr-11-2024
