Polarigo estas unu el la bazaj karakterizaĵoj de antenoj. Ni unue bezonas kompreni la polarigon de ebenaj ondoj. Poste ni povas diskuti la ĉefajn tipojn de antena polarigo.
lineara polusiĝo
Ni komencos kompreni la polarigon de ebena elektromagneta ondo.
Ebena elektromagneta (EM) ondo havas plurajn karakterizaĵojn. La unua estas, ke la potenco vojaĝas en unu direkto (neniu kampo ŝanĝiĝas en du ortaj direktoj). Due, la elektra kampo kaj la magneta kampo estas perpendikularaj unu al la alia kaj ortaj unu al la alia. Elektraj kaj magnetaj kampoj estas perpendikularaj al la direkto de ebena ondodisvastiĝo. Kiel ekzemplon, konsideru unu-frekvencan elektran kampon (E-kampo) donitan per ekvacio (1). La elektromagneta kampo vojaĝas en la +z direkto. La elektra kampo estas direktita en la +x direkto. La magneta kampo estas en la +y direkto.
En ekvacio (1), observu la notacion: . Ĉi tio estas unuobla vektoro (vektoro de longo), kiu diras, ke la elektra kampopunkto estas en la x-direkto. La ebena ondo estas ilustrita en Figuro 1.
figuro 1. Grafika prezento de la elektra kampo vojaĝanta en la +z direkto.
Polarigo estas la spuro kaj disvastiĝa formo (kontur) de elektra kampo. Kiel ekzemplon, konsideru la ekvacion (1) de la ebena ondo de la elektra kampo. Ni observos la pozicion, kie la elektra kampo estas (X,Y,Z) = (0,0,0) kiel funkcion de tempo. La amplitudo de ĉi tiu kampo estas montrita en Figuro 2, je pluraj okazoj en tempo. La kampo oscilas je frekvenco "F".
figuro 2. Observu la elektran kampon (X, Y, Z) = (0,0,0) je malsamaj tempoj.
La elektra kampo estas observata ĉe la origino, oscilante tien kaj reen laŭ amplitudo. La elektra kampo ĉiam estas laŭlonge de la indikita x-akso. Ĉar la elektra kampo estas konservata laŭlonge de ununura linio, oni povas diri, ke ĉi tiu kampo estas linie polarigita. Krome, se la X-akso estas paralela al la tero, ĉi tiu kampo ankaŭ estas priskribita kiel horizontale polarigita. Se la kampo estas orientita laŭ la Y-akso, oni povas diri, ke la ondo estas vertikale polarigita.
Lineare polarigitaj ondoj ne bezonas esti direktitaj laŭ horizontala aŭ vertikala akso. Ekzemple, elektra kampa ondo kun limo kuŝanta laŭ linio kiel montrite en Figuro 3 ankaŭ estus lineare polarigita.
bildo 3. La amplitudo de la elektra kampo de linie polarigita ondo, kies trajektorio estas angulo.
La elektra kampo en Figuro 3 povas esti priskribita per ekvacio (2). Nun ekzistas x kaj y komponantoj de la elektra kampo. Ambaŭ komponantoj estas egalaj laŭ grandeco.
Unu afero rimarkinda pri ekvacio (2) estas la xy-komponanto kaj elektronikaj kampoj en la dua stadio. Tio signifas, ke ambaŭ komponantoj havas la saman amplitudon ĉiam.
cirkla polusiĝo
Nun supozu, ke la elektra kampo de ebena ondo estas donita per ekvacio (3):
En ĉi tiu kazo, la X- kaj Y-elementoj estas 90 gradojn malfazaj. Se la kampo estas observata kiel (X, Y, Z) = (0,0,0) denove kiel antaŭe, la kurbo de la elektra kampo kontraŭ tempo aperos kiel montrite sube en Figuro 4.
Figuro 4. Elektra kampa intenseco (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ-domajno. (3).
La elektra kampo en Figuro 4 rotacias en cirklo. Ĉi tiu speco de kampo estas priskribita kiel cirkle polarigita ondo. Por cirkla polarigo, la jenaj kriterioj devas esti plenumitaj:
- Normo por cirkla polusiĝo
- La elektra kampo devas havi du ortogonalajn (perpendikularajn) komponantojn.
- La ortogonalaj komponantoj de la elektra kampo devas havi egalajn amplitudojn.
- La kvadraturaj komponantoj devas esti 90 gradojn malfazaj.
Se oni vojaĝas sur la ekrano de Ondo-Figuro 4, la rotacio de la kampo estas dirita esti maldekstruma kaj dekstramana cirkle polariza (RHCP). Se la kampo estas rotaciita dekstrume, la kampo estos maldekstramana cirkla polariza (LHCP).
Elipsa polusiĝo
Se la elektra kampo havas du perpendikularajn komponantojn, 90 gradojn malfazajn sed de egala magnitudo, la kampo estos elipse polarigita. Konsiderante la elektran kampon de ebena ondo vojaĝanta en la +z direkto, priskribita per Ekvacio (4):
La loko de la punkto, kie la pinto de la elektra kampa vektoro alprenos, estas donita en Figuro 5
Figuro 5. Elektra kampo de prompta elipsa polariza ondo. (4).
La kampo en Figuro 5, vojaĝanta en kontraŭhorloĝa direkto, estus dekstramane elipsa se ĝi vojaĝus el la ekrano. Se la elektra kampa vektoro rotacias en la kontraŭa direkto, la kampo estos maldekstramane elipse polarigita.
Plue, elipsa polarigo rilatas al ĝia ekscentreco. La rilatumo de ekscentreco al la amplitudo de la granda kaj malgranda aksoj. Ekzemple, la onda ekscentreco el ekvacio (4) estas 1/0.3 = 3.33. Elipse polarigitaj ondoj estas plue priskribitaj per la direkto de la granda akso. La onda ekvacio (4) havas akson ĉefe konsistantan el la x-akso. Notu, ke la granda akso povas esti je iu ajn ebena angulo. La angulo ne estas necesa por konveni al la X, Y aŭ Z-akso. Fine, gravas noti, ke kaj cirkla kaj lineara polarigo estas specialaj kazoj de elipsa polarigo. 1.0 ekscentra elipse polarigita ondo estas cirkle polarigita ondo. Elipse polarigitaj ondoj kun senfina ekscentreco. Lineare polarigitaj ondoj.
Antenpolarigo
Nun kiam ni konscias pri polarigitaj ebenaj ondoj elektromagnetaj kampoj, la polusiĝo de anteno estas simple difinita.
Antena Polarigo Antena taksado de malproksima kampo, la polarigo de la rezultanta radia kampo. Tial, antenoj ofte estas listigitaj kiel "lineare polarigitaj" aŭ "dekstramanaj cirkle polarigitaj antenoj".
Ĉi tiu simpla koncepto gravas por antenkomunikadoj. Unue, horizontale polarigita anteno ne komunikos kun vertikale polarigita anteno. Pro la reciprokeca teoremo, la anteno elsendas kaj ricevas precize same. Tial, vertikale polarigitaj antenoj elsendas kaj ricevas vertikale polarigitajn kampojn. Sekve, se vi provas transdoni vertikale polarigitan horizontale polarigitan antenon, ne estos ricevo.
En la ĝenerala kazo, por du linie polarigitaj antenoj rotaciitaj unu relative al la alia je angulo ( ), la potencperdo pro ĉi tiu polariza misagordo estos priskribita per la polariza perdfaktoro (PLF):
Tial, se du antenoj havas la saman polarigon, la angulo inter iliaj radiantaj elektronkampoj estas nulo kaj ne estas potencperdo pro polariga misagordo. Se unu anteno estas vertikale polarigita kaj la alia estas horizontale polarigita, la angulo estas 90 gradoj, kaj neniu potencperdo estos transdonita.
RIMARKO: Movi la telefonon super vian kapon al malsamaj anguloj klarigas kial la ricevo kelkfoje povas esti plibonigita. Poŝtelefonaj antenoj kutime estas linie polarigitaj, do rotacii la telefonon ofte povas kongrui kun la polarizado de la telefono, tiel plibonigante la ricevon.
Cirkla polarigo estas dezirinda karakterizaĵo de multaj antenoj. Ambaŭ antenoj estas cirkle polarigitaj kaj ne suferas pro signalperdo pro polariga misagordo. Antenoj uzataj en GPS-sistemoj estas dekstramane cirkle polarigitaj.
Nun supozu, ke linie polarigita anteno ricevas cirkle polarigitajn ondojn. Ekvivalente, supozu, ke cirkle polarigita anteno provas ricevi linie polarigitajn ondojn. Kio estas la rezulta polariga perdofaktoro?
Rememoru, ke cirkla polarigo estas fakte du ortaj linie polarigitaj ondoj, 90 gradojn malfazaj. Tial, linie polarigita (LP) anteno ricevos nur la cirkle polarigitan (CP) ondan fazan komponenton. Sekve, la LP-anteno havos polarigan misagordan perdon de 0.5 (-3dB). Ĉi tio validas sendepende de la angulo, je kiu la LP-anteno estas rotaciita. tial:
Polariza perdofaktoro estas kelkfoje nomata polariza efikeco, antena misagordofaktoro, aŭ antena riceva faktoro. Ĉiuj ĉi tiuj nomoj rilatas al la sama koncepto.
Afiŝtempo: 22-a de decembro 2023
