Il-polarizzazzjoni hija waħda mill-karatteristiċi bażiċi tal-antenni. L-ewwel għandna bżonn nifhmu l-polarizzazzjoni tal-mewġ pjan. Nistgħu mbagħad niddiskutu t-tipi ewlenin ta 'polarizzazzjoni tal-antenna.
polarizzazzjoni lineari
Se nibdew nifhmu l-polarizzazzjoni ta 'mewġ elettromanjetiku pjan.
Mewġa elettromanjetika planari (EM) għandha diversi karatteristiċi. L-ewwel hija li l-qawwa tivvjaġġa f'direzzjoni waħda (l-ebda kamp ma jinbidel f'żewġ direzzjonijiet ortogonali). It-tieni, il-kamp elettriku u l-kamp manjetiku huma perpendikolari ma 'xulxin u ortogonali ma' xulxin. Il-kampi elettriċi u manjetiċi huma perpendikolari għad-direzzjoni tal-propagazzjoni tal-mewġ pjan. Bħala eżempju, ikkunsidra kamp elettriku ta' frekwenza waħda (kamp E) mogħti mill-ekwazzjoni (1). Il-kamp elettromanjetiku qed jivvjaġġa fid-direzzjoni + z. Il-kamp elettriku huwa dirett fid-direzzjoni + x. Il-kamp manjetiku huwa fid-direzzjoni +y.
Fl-ekwazzjoni (1), osserva n-notazzjoni: . Dan huwa vettur unitarju (vettur ta 'tul), li jgħid li l-punt tal-kamp elettriku huwa fid-direzzjoni x. Il-mewġa pjan hija illustrata fil-Figura 1.
figura 1. Rappreżentazzjoni grafika tal-kamp elettriku li jivvjaġġa fid-direzzjoni +z.
Il-polarizzazzjoni hija t-traċċa u l-forma ta 'propagazzjoni (kontorn) ta' kamp elettriku. Bħala eżempju, ikkunsidra l-ekwazzjoni tal-kamp elettriku tal-mewġ pjan (1). Aħna se nosservaw il-pożizzjoni fejn il-kamp elettriku huwa (X,Y,Z) = (0,0,0) bħala funzjoni tal-ħin. L-amplitudni ta' dan il-qasam hija mpinġa fil-Figura 2, f'diversi każijiet fil-ħin. Il-kamp qed joxxilla fi frekwenza "F".
figura 2. Osserva l-kamp elettriku (X, Y, Z) = (0,0,0) f'ħinijiet differenti.
Il-kamp elettriku huwa osservat fl-oriġini, joxxilla 'l quddiem u' l quddiem fl-amplitudni. Il-kamp elettriku huwa dejjem tul l-assi x indikat. Peress li l-kamp elettriku jinżamm tul linja waħda, dan il-kamp jista 'jingħad li huwa polarizzat b'mod lineari. Barra minn hekk, jekk l-assi X huwa parallel mal-art, dan il-qasam huwa deskritt ukoll bħala polarizzat orizzontalment. Jekk il-qasam huwa orjentat tul l-assi Y, il-mewġa tista 'tingħad li hija polarizzata vertikalment.
Mewġ polarizzat lineari m'għandux għalfejn ikun dirett tul assi orizzontali jew vertikali. Pereżempju, mewġa ta 'kamp elettriku b'restrizzjoni li tinsab tul linja kif muri fil-Figura 3 tkun ukoll polarizzata b'mod lineari.
immaġni 3. L-amplitudni tal-kamp elettriku ta 'mewġa polarizzata lineari li t-trajettorja tagħha hija angolu.
Il-kamp elettriku fil-Figura 3 jista 'jiġi deskritt bl-ekwazzjoni (2). Issa hemm komponent x u y tal-kamp elettriku. Iż-żewġ komponenti huma ugwali fid-daqs.
Ħaġa waħda li għandek tinnota dwar l-ekwazzjoni (2) hija l-komponenti xy u l-oqsma elettroniċi fit-tieni stadju. Dan ifisser li ż-żewġ komponenti għandhom l-istess amplitudni f'kull ħin.
polarizzazzjoni ċirkolari
Issa nassumu li l-kamp elettriku ta’ mewġa pjan huwa mogħti mill-ekwazzjoni (3):
F'dan il-każ, l-elementi X u Y huma 90 grad barra mill-fażi. Jekk il-kamp jiġi osservat bħala (X, Y, Z) = (0,0,0) għal darb'oħra bħal qabel, il-kamp elettriku kontra l-kurva tal-ħin tidher kif muri hawn taħt fil-Figura 4.
Figura 4. Qawwa tal-kamp elettriku (X, Y, Z) = (0,0,0) dominju EQ. (3).
Il-kamp elettriku fil-Figura 4 idur f'ċirku. Dan it-tip ta 'kamp huwa deskritt bħala mewġa polarizzata b'mod ċirkolari. Għall-polarizzazzjoni ċirkolari, għandhom jintlaħqu l-kriterji li ġejjin:
- Standard għall-polarizzazzjoni ċirkolari
- Il-kamp elettriku għandu jkollu żewġ komponenti ortogonali (perpendikolari).
- Il-komponenti ortogonali tal-kamp elettriku għandu jkollhom amplitudnijiet ugwali.
- Il-komponenti kwadraturi għandhom ikunu 90 grad barra mill-fażi.
Jekk tivvjaġġa fuq l-iskrin Wave Figure 4, ir-rotazzjoni tal-kamp jingħad li tkun kontra l-arloġġ u polarizzata ċirkolarment fuq il-lemin (RHCP). Jekk il-qasam ikun imdawwar fid-direzzjoni tal-arloġġ, il-qasam ikun polarizzazzjoni ċirkolari tax-xellug (LHCP).
Polarizzazzjoni ellittika
Jekk il-kamp elettriku għandu żewġ komponenti perpendikolari, 90 grad barra mill-fażi iżda ta 'daqs ugwali, il-kamp se jkun polarizzat b'mod ellittiku. Meta wieħed iqis il-kamp elettriku ta' mewġa pjan li tivvjaġġa fid-direzzjoni + z, deskritta mill-Ekwazzjoni (4):
Il-locus tal-punt li fih se jassumi l-ponta tal-vettur tal-kamp elettriku huwa mogħti fil-Figura 5
Figura 5. Kamp elettriku tal-mewġ ta 'polarizzazzjoni ellittika fil-pront. (4).
Il-qasam fil-Figura 5, li jivvjaġġa f'direzzjoni kontra l-arloġġ, ikun ellittiku tal-lemin jekk jivvjaġġa barra mill-iskrin. Jekk il-vettur tal-kamp elettriku jdur fid-direzzjoni opposta, il-kamp se jkun polarizzat b'mod ellittiku tax-xellug.
Barra minn hekk, il-polarizzazzjoni ellittika tirreferi għall-eċċentriċità tagħha. Il-proporzjon tal-eċċentriċità mal-amplitudni tal-assi maġġuri u minuri. Pereżempju, l-eċċentriċità tal-mewġ mill-ekwazzjoni (4) hija 1/0.3= 3.33. Mewġ polarizzat ellittikament huma deskritti aktar bid-direzzjoni tal-assi maġġuri. L-ekwazzjoni tal-mewġ (4) għandha assi li jikkonsisti primarjament mill-assi x. Innota li l-assi maġġuri jista 'jkun fi kwalunkwe angolu tal-pjan. L-angolu mhux meħtieġ biex jitwaħħal l-assi X, Y jew Z. Fl-aħħarnett, huwa importanti li wieħed jinnota li kemm il-polarizzazzjoni ċirkolari kif ukoll il-polarizzazzjoni lineari huma każijiet speċjali ta 'polarizzazzjoni ellittika. 1.0 mewġa polarizzata ellittikament eċċentrika hija mewġa polarizzata b'mod ċirkolari. Mewġ ellittikament polarizzat b'eċċentriċità infinita. Mewġ polarizzat lineari.
Polarizzazzjoni tal-antenna
Issa li aħna konxji ta 'kampijiet elettromanjetiċi tal-mewġ pjan polarizzat, il-polarizzazzjoni ta' antenna hija sempliċement definita.
Polarizzazzjoni tal-antenna Evalwazzjoni tal-kamp imbiegħed tal-antenna, il-polarizzazzjoni tal-kamp rradjat li jirriżulta. Għalhekk, l-antenni ħafna drabi huma elenkati bħala "polarizzati lineari" jew "antenni polarizzati ċirkolarment tal-lemin".
Dan il-kunċett sempliċi huwa importanti għall-komunikazzjonijiet tal-antenna. L-ewwel, antenna polarizzata orizzontalment mhux se tikkomunika ma 'antenna polarizzata vertikalment. Minħabba t-teorema tar-reċiproċità, l-antenna tittrasmetti u tirċievi eżattament bl-istess mod. Għalhekk, antenni polarizzati vertikalment jittrasmettu u jirċievu kampijiet polarizzati vertikalment. Għalhekk, jekk tipprova twassal antenna polarizzata orizzontalment polarizzata vertikalment, mhux se jkun hemm riċeviment.
Fil-każ ġenerali, għal żewġ antenni polarizzati lineari mdawra relattiva ma 'xulxin b'angolu ( ), it-telf ta' enerġija minħabba dan in-nuqqas ta 'qbil tal-polarizzazzjoni se jiġi deskritt mill-fattur tat-telf tal-polarizzazzjoni (PLF):
Għalhekk, jekk żewġ antenni għandhom l-istess polarizzazzjoni, l-angolu bejn il-kampi ta 'elettroni radjazzjoni tagħhom huwa żero u m'hemm l-ebda telf ta' enerġija minħabba nuqqas ta 'qbil tal-polarizzazzjoni. Jekk antenna waħda hija polarizzata vertikalment u l-oħra hija polarizzata orizzontalment, l-angolu huwa ta '90 grad, u l-ebda enerġija ma tiġi trasferita.
NOTA: Li tmexxi t-telefon fuq rasek f'angoli differenti tispjega għaliex ir-riċeviment jista 'xi kultant jiżdied. L-antenni tat-telefon ċellulari huma ġeneralment polarizzati b'mod lineari, għalhekk id-dawrien tat-telefon spiss jista 'jaqbel mal-polarizzazzjoni tat-telefon, u b'hekk ittejjeb ir-riċeviment.
Il-polarizzazzjoni ċirkolari hija karatteristika mixtieqa ta 'ħafna antenni. Iż-żewġ antenni huma polarizzati b'mod ċirkolari u ma jbatux minn telf ta 'sinjal minħabba nuqqas ta' tqabbil tal-polarizzazzjoni. L-antenni użati fis-sistemi tal-GPS huma polarizzati b'mod ċirkolari tal-lemin.
Issa nassumu li antenna polarizzata b'mod lineari tirċievi mewġ polarizzat b'mod ċirkolari. B'mod ekwivalenti, jassumi li antenna polarizzata b'mod ċirkolari tipprova tirċievi mewġ polarizzat b'mod lineari. X'inhu l-fattur tat-telf tal-polarizzazzjoni li jirriżulta?
Ifakkar li l-polarizzazzjoni ċirkolari hija fil-fatt żewġ mewġ ortogonali polarizzati lineari, 90 grad barra mill-fażi. Għalhekk, antenna polarizzata linearment (LP) tirċievi biss il-komponent tal-fażi tal-mewġ polarizzat b'mod ċirkolari (CP). Għalhekk, l-antenna LP se jkollha telf ta 'nuqqas ta' tqabbil tal-polarizzazzjoni ta '0.5 (-3dB). Dan huwa minnu irrispettivament minn liema angolu l-antenna LP tkun imdawra. għalhekk:
Il-fattur tat-telf tal-polarizzazzjoni kultant jissejjaħ effiċjenza tal-polarizzazzjoni, fattur ta 'nuqqas ta' tqabbil tal-antenna, jew fattur ta 'riċezzjoni tal-antenna. Dawn l-ismijiet kollha jirreferu għall-istess kunċett.
Ħin tal-post: Diċ-22-2023
