Polusiĝo estas unu el la bazaj trajtoj de antenoj. Ni unue devas kompreni la polusiĝon de ebenaj ondoj. Ni tiam povas diskuti la ĉeftipojn de antena polusiĝo.
lineara polusiĝo
Ni komencos kompreni la polusiĝon 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 ortogonalaj unu al la alia. Elektraj kaj magnetaj kampoj estas perpendikularaj al la direkto de ebena ondo-disvastigo. Kiel ekzemplo, konsideru unufrekvencan elektran kampon (E-kampo) donitan per ekvacio (1). La elektromagneta kampo vojaĝas en la direkto +z. La elektra kampo estas direktita en la direkto +x. La magneta kampo estas en la direkto +y.
En ekvacio (1), observu la notacion: . Ĉi tio estas unuopa 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 reprezentado de la elektra kampo vojaĝanta en la direkto +z.
Polusiĝo estas la spuro kaj disvastigformo (konturo) de elektra kampo. Kiel ekzemplon, konsideru la ebenondan elektran kampoekvacion (1). Ni observos la pozicion kie la elektra kampo estas (X,Y,Z) = (0,0,0) kiel funkcio de tempo. La amplitudo de ĉi tiu kampo estas bildigita en Figuro 2, ĉe pluraj okazoj en tempo. La kampo oscilas je frekvenco "F".
figuro 2. Observu la elektran kampon (X, Y, Z) = (0,0,0) en malsamaj tempoj.
La elektra kampo estas observita ĉe la origino, oscilante tien kaj reen en amplitudo. La elektra kampo estas ĉiam laŭ la indikita x-akso. Ĉar la elektra kampo estas konservita laŭ ununura linio, tiu kampo povas esti dirita esti linie polarigita. Plie, se la X-akso estas paralela al la grundo, 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 linie polarigita.
bildo 3. La elektra kampo-amplitudo de lineare polarigita ondo kies trajektorio estas angulo.
La elektra kampo en Figuro 3 povas esti priskribita per ekvacio (2). Nun estas x kaj y komponanto de la elektra kampo. Ambaŭ komponantoj estas egalaj en grandeco.
Unu afero notinda pri ekvacio (2) estas la xy-komponento kaj elektronikaj kampoj en la dua etapo. Ĉi 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 gradoj malfazaj. Se la kampo estas observita kiel (X, Y, Z) = (0,0,0) denove kiel antaŭe, la elektra kampo kontraŭ tempa kurbo aperos kiel montrite malsupre en Figuro 4.
Figuro 4. Forto de elektra kampo (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ-domajno. (3).
La elektra kampo en figuro 4 rotacias en cirklo. Tiu speco de kampo estas priskribita kiel cirkle polarigita ondo. Por cirkla polusiĝo, la sekvaj kriterioj devas esti plenumitaj:
- Normo por cirkla polusiĝo
- La elektra kampo devas havi du ortajn (perpendikularajn) komponentojn.
- La ortaj komponentoj de la elektra kampo devas havi egalajn amplitudojn.
- La kvadrataj komponentoj devas esti 90 gradoj malfazaj.
Se vojaĝante sur la ekranon Wave Figure 4, la kampa rotacio laŭdire estas maldekstrume kaj dekstramane cirkle polarigita (RHCP). Se la kampo estas turnita en dekstruma direkto, la kampo estos maldekstramana cirkla polusiĝo (LHCP).
Elipsa polusiĝo
Se la elektra kampo havas du perpendikularajn komponentojn, 90 gradojn malfazon sed de egala grandeco, la kampo estos elipse polarigita. Konsiderante la elektran kampon de ebena ondo vojaĝanta en la +z-direkto, priskribita per Ekvacio (4):
La lokuso de la punkto ĉe kiu la pinto de la elektra kampa vektoro supozos estas donita en Figuro 5
Figuro 5. Prompta elipsa polarizo ondo elektra kampo. (4).
La kampo en Figuro 5, vojaĝanta en maldekstruma direkto, estus dekstramana elipsa se vojaĝante for el la ekrano. Se la elektra kampa vektoro rotacias en la kontraŭa direkto, la kampo estos maldekstramana elipse polarigita.
Krome, elipsa polusiĝo rilatas al sia ekscentreco. La rilatumo de ekscentreco al la amplitudo de la plej granda kaj negrava aksoj. Ekzemple, la ondo-ekscentreco de ekvacio (4) estas 1/0.3= 3.33. Elipse polarigitaj ondoj estas plue priskribitaj per la direkto de la ĉefa akso. La onda ekvacio (4) havas akson ĉefe konsistantan el la x-akso. Notu ke la plej granda akso povas esti laŭ ajna ebena angulo. La angulo ne estas postulata por konveni la X, Y aŭ Z-akson. Finfine, estas grave noti ke kaj cirkla kaj linia polusiĝo estas specialaj kazoj de elipsa polusiĝo. 1.0 ekscentra elipse polarigita ondo estas cirkle polarigita ondo. Elipse polarigitaj ondoj kun senfina ekscentreco. Lineare polarizitaj ondoj.
Antena polusiĝo
Nun kiam ni konscias pri polarigitaj ebenaj elektromagnetaj kampoj, la polusiĝo de anteno estas simple difinita.
Antenna Polarization Antena fora-kampa taksado, la polusiĝo de la rezulta radiita kampo. Tial, antenoj ofte estas listigitaj kiel "linie polarigitaj" aŭ "dekstraj cirkle polarigitaj antenoj".
Ĉi tiu simpla koncepto estas grava por antenkomunikadoj. Unue, horizontale polarigita anteno ne komunikados 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. Tial, se vi provas transdoni vertikale polarigitan horizontale polarigitan antenon, ne estos ricevo.
En la ĝenerala kazo, por du linie polarigitaj antenoj turnitaj relative unu al la alia per angulo ( ), la potencperdo pro tiu polusigmalkongruo estos priskribita per la polarizperdfaktoro (PLF):
Tial, se du antenoj havas la saman polusiĝon, la angulo inter iliaj radiaj elektronkampoj estas nul kaj ekzistas neniu potencperdo pro polusiĝmisprezento. Se unu anteno estas vertikale polarigita kaj la alia horizontale polarigita, la angulo estas 90 gradoj, kaj neniu potenco estos transdonita.
NOTO: Movi la telefonon super via kapo al malsamaj anguloj klarigas kial ricevo foje povas esti pliigita. Poŝtelefonaj antenoj estas kutime linie polarigitaj, do turni la telefonon ofte povas egali la polusiĝon de la telefono, tiel plibonigante ricevon.
Cirkla polusiĝo estas dezirinda karakterizaĵo de multaj antenoj. Ambaŭ antenoj estas cirkle polarigitaj kaj ne suferas de signalperdo pro polusigmalkongruo. Antenoj uzitaj en GP-sistemoj estas dekstre cirkle polarigitaj.
Nun supozu ke linie polarigita anteno ricevas cirkle polarizitajn ondojn. Ekvivalente, supozu ke cirkle polarigita anteno provas ricevi linie polarigitajn ondojn. Kio estas la rezulta polarizperdfaktoro?
Memoru, ke cirkla polusiĝo estas fakte du ortogonalaj linie polarigitaj ondoj, 90 gradoj malfazaj. Tial, linie polarigita (LP) anteno nur ricevos la cirkle polarigitan (CP) ondan fazkomponenton. Tial, la LP-anteno havos polusiĝmalkongruan perdon de 0.5 (-3dB). Ĉi tio estas vera, negrave kia angulo la LP-anteno estas turnita. tial:
Polariziĝperdfaktoro foje estas referita kiel polarizefikeco, antena miskongrua faktoro, aŭ antena ricevfaktoro. Ĉiuj ĉi tiuj nomoj rilatas al la sama koncepto.
Afiŝtempo: Dec-22-2023
