Alam ng mga electronic engineer na ang mga antenna ay nagpapadala at tumatanggap ng mga signal sa anyo ng mga wave ng electromagnetic (EM) na enerhiya na inilarawan ng mga equation ni Maxwell. Tulad ng maraming mga paksa, ang mga equation na ito, at ang pagpapalaganap, mga katangian ng electromagnetism, ay maaaring pag-aralan sa iba't ibang antas, mula sa medyo husay na termino hanggang sa kumplikadong mga equation.
Maraming aspeto ang pagpapalaganap ng electromagnetic energy, isa na rito ang polarization, na maaaring magkaroon ng iba't ibang antas ng epekto o alalahanin sa mga aplikasyon at sa kanilang mga disenyo ng antenna. Ang mga pangunahing prinsipyo ng polarization ay nalalapat sa lahat ng electromagnetic radiation, kabilang ang RF/wireless, optical energy, at kadalasang ginagamit sa mga optical application.
Ano ang antenna polarization?
Bago maunawaan ang polariseysyon, kailangan muna nating maunawaan ang mga pangunahing prinsipyo ng mga electromagnetic wave. Ang mga alon na ito ay binubuo ng mga electric field (E field) at magnetic field (H fields) at gumagalaw sa isang direksyon. Ang mga patlang ng E at H ay patayo sa isa't isa at sa direksyon ng pagpapalaganap ng alon ng eroplano.
Ang polarization ay tumutukoy sa E-field plane mula sa perspektibo ng signal transmitter: para sa horizontal polarization, ang electric field ay lilipat patagilid sa horizontal plane, habang para sa vertical polarization, ang electric field ay mag-oscillate pataas at pababa sa vertical plane.( figure 1).
Figure 1: Ang mga electromagnetic energy wave ay binubuo ng magkabilang patayo na bahagi ng E at H field
Linear polarization at circular polarization
Kasama sa mga polarization mode ang sumusunod:
Sa pangunahing linear polarization, ang dalawang posibleng polarization ay orthogonal (patayo) sa bawat isa (Larawan 2). Sa teorya, ang isang pahalang na polarized na receiving antenna ay hindi "makikita" ang isang senyas mula sa isang patayong polarized na antena at vice versa, kahit na pareho ang gumagana sa parehong frequency. Kung mas mahusay ang mga ito, mas maraming signal ang nakukuha, at ang paglipat ng enerhiya ay na-maximize kapag tumugma ang mga polarization.
Figure 2: Ang linear polarization ay nagbibigay ng dalawang opsyon sa polarization sa tamang mga anggulo sa isa't isa
Ang oblique polarization ng antena ay isang uri ng linear polarization. Tulad ng pangunahing pahalang at patayong polarisasyon, ang polarisasyong ito ay may katuturan lamang sa isang terrestrial na kapaligiran. Ang oblique polarization ay nasa isang anggulo ng ±45 degrees sa horizontal reference plane. Bagama't ito ay talagang isa pang anyo ng linear polarization, ang terminong "linear" ay karaniwang tumutukoy lamang sa mga pahalang o patayong polarized na antenna.
Sa kabila ng ilang pagkalugi, ang mga signal na ipinadala (o natanggap) ng isang diagonal na antenna ay magagawa gamit lamang ang mga pahalang o patayong polarized na antenna. Ang mga obliquely polarized antenna ay kapaki-pakinabang kapag ang polarization ng isa o parehong antenna ay hindi alam o nagbabago habang ginagamit.
Ang circular polarization (CP) ay mas kumplikado kaysa sa linear polarization. Sa mode na ito, ang polarization na kinakatawan ng E field vector ay umiikot habang ang signal ay nagpapalaganap. Kapag pinaikot pakanan (nakatingin sa labas mula sa transmitter), tinatawag na right-handed circular polarization (RHCP); kapag iniikot sa kaliwa, kaliwang kamay na circular polarization (LHCP) (Larawan 3)
Figure 3: Sa circular polarization, ang E field vector ng isang electromagnetic wave ay umiikot; ang pag-ikot na ito ay maaaring kanan o kaliwang kamay
Ang CP signal ay binubuo ng dalawang orthogonal wave na wala sa phase. Tatlong kundisyon ang kinakailangan para makabuo ng signal ng CP. Ang E field ay dapat na binubuo ng dalawang orthogonal na bahagi; ang dalawang bahagi ay dapat na 90 degrees out of phase at pantay sa amplitude. Ang isang simpleng paraan upang makabuo ng CP ay ang paggamit ng helical antenna.
Ang Elliptical polarization (EP) ay isang uri ng CP. Ang mga Elliptically polarized wave ay ang nakuha na ginawa ng dalawang linearly polarized na alon, tulad ng mga CP wave. Kapag pinagsama ang dalawang magkaparehong patayo na linearly polarized wave na may hindi pantay na amplitude, ang isang elliptically polarized wave ay nagagawa.
Ang polarization mismatch sa pagitan ng mga antenna ay inilalarawan ng polarization loss factor (PLF). Ang parameter na ito ay ipinahayag sa decibels (dB) at isang function ng pagkakaiba sa anggulo ng polarization sa pagitan ng transmitting at receiving antenna. Sa teorya, ang PLF ay maaaring mula sa 0 dB (walang pagkawala) para sa isang perpektong nakahanay na antenna hanggang sa walang katapusan na dB (walang katapusan na pagkawala) para sa isang perpektong orthogonal na antena.
Gayunpaman, sa katotohanan, ang alignment (o misalignment) ng polarization ay hindi perpekto dahil ang mekanikal na posisyon ng antenna, gawi ng user, channel distortion, multipath reflection, at iba pang phenomena ay maaaring magdulot ng ilang angular distortion ng transmitted electromagnetic field. Sa una, magkakaroon ng 10 - 30 dB o higit pa sa signal cross-polarization na "leakage" mula sa orthogonal polarization, na sa ilang mga kaso ay maaaring sapat upang makagambala sa pagbawi ng nais na signal.
Sa kabaligtaran, ang aktwal na PLF para sa dalawang nakahanay na antenna na may perpektong polarisasyon ay maaaring 10 dB, 20 dB, o higit pa, depende sa mga pangyayari, at maaaring hadlangan ang pagbawi ng signal. Sa madaling salita, ang hindi sinasadyang cross-polarization at PLF ay maaaring gumana sa parehong paraan sa pamamagitan ng pakikialam sa nais na signal o pagbabawas ng nais na lakas ng signal.
Bakit mahalaga ang tungkol sa polariseysyon?
Gumagana ang polariseysyon sa dalawang paraan: kung mas nakahanay ang dalawang antenna at may parehong polariseysyon, mas maganda ang lakas ng natanggap na signal. Sa kabaligtaran, ang mahinang pagkakahanay ng polarization ay ginagawang mas mahirap para sa mga receiver, alinman nilayon o hindi nasisiyahan, upang makuha ang sapat na signal ng interes. Sa maraming mga kaso, ang "channel" ay distorts ang transmitted polarization, o ang isa o parehong mga antenna ay wala sa isang nakapirming static na direksyon.
Ang pagpili kung aling polarization ang gagamitin ay karaniwang tinutukoy ng pag-install o mga kondisyon ng atmospera. Halimbawa, ang isang pahalang na polarized antenna ay gaganap nang mas mahusay at mapanatili ang polariseysyon nito kapag naka-install malapit sa kisame; sa kabaligtaran, ang isang patayong polarized antenna ay gagana nang mas mahusay at mapanatili ang pagganap ng polarization nito kapag naka-install malapit sa isang gilid na dingding.
Ang malawak na ginagamit na dipole antenna (plain o folded) ay pahalang na polarized sa "normal" na mounting orientation nito (Figure 4) at kadalasang iniikot ng 90 degrees upang ipagpalagay ang vertical polarization kapag kinakailangan o upang suportahan ang isang ginustong polarization mode (Figure 5).
Figure 4: Ang isang dipole antenna ay karaniwang naka-mount nang pahalang sa palo nito upang magbigay ng pahalang na polarisasyon
Figure 5: Para sa mga application na nangangailangan ng vertical polarization, ang dipole antenna ay maaaring i-mount nang naaayon kung saan ang antenna catches
Ang vertical polarization ay karaniwang ginagamit para sa mga handheld na mobile radio, tulad ng mga ginagamit ng mga first responder, dahil maraming vertically polarized na disenyo ng radio antenna ay nagbibigay din ng omnidirectional radiation pattern. Samakatuwid, ang mga naturang antenna ay hindi kailangang i-reorient kahit na ang direksyon ng radyo at antenna ay nagbabago.
Ang 3 - 30 MHz high frequency (HF) frequency antenna ay karaniwang ginagawa bilang simpleng mahabang wire na pinagsama-sama nang pahalang sa pagitan ng mga bracket. Ang haba nito ay tinutukoy ng wavelength (10 - 100 m). Ang ganitong uri ng antenna ay natural na pahalang na polarized.
Kapansin-pansin na ang pagtukoy sa banda na ito bilang "mataas na dalas" ay nagsimula ilang dekada na ang nakararaan, nang ang 30 MHz ay talagang mataas na dalas. Bagama't lumalabas na ang paglalarawang ito ngayon, ito ay isang opisyal na pagtatalaga ng International Telecommunications Union at malawakan pa ring ginagamit.
Ang gustong polarization ay maaaring matukoy sa dalawang paraan: alinman sa paggamit ng ground waves para sa mas malakas na short-range signaling sa pamamagitan ng broadcast equipment gamit ang 300 kHz - 3 MHz medium wave (MW) band, o paggamit ng mga sky wave para sa mas mahabang distansya sa pamamagitan ng ionosphere Link. Sa pangkalahatan, ang mga vertical polarized antenna ay may mas mahusay na ground wave propagation, habang ang horizontally polarized antennas ay may mas mahusay na sky wave performance.
Ang circular polarization ay malawakang ginagamit para sa mga satellite dahil ang oryentasyon ng satellite na may kaugnayan sa mga ground station at iba pang mga satellite ay patuloy na nagbabago. Pinakamahusay ang kahusayan sa pagitan ng transmit at receive na mga antenna kapag pareho ang pabilog na polarized, ngunit ang mga linearly polarized na antenna ay maaaring gamitin sa mga CP antenna, bagama't mayroong polarization loss factor.
Mahalaga rin ang polariseysyon para sa mga 5G system. Ang ilang 5G multiple-input/multiple-output (MIMO) antenna arrays ay nakakamit ng mas mataas na throughput sa pamamagitan ng paggamit ng polarization para mas mahusay na magamit ang available na spectrum. Ito ay nakakamit gamit ang isang kumbinasyon ng iba't ibang mga polarisasyon ng signal at spatial multiplexing ng mga antenna (space diversity).
Ang system ay maaaring magpadala ng dalawang data stream dahil ang data stream ay konektado sa pamamagitan ng mga independiyenteng orthogonally polarized antenna at maaaring mabawi nang nakapag-iisa. Kahit na may ilang cross-polarization dahil sa path at channel distortion, reflection, multipath, at iba pang mga imperfections, ang receiver ay gumagamit ng mga sopistikadong algorithm upang mabawi ang bawat orihinal na signal, na nagreresulta sa mababang bit error rate (BER) at sa huli ay pinabuting spectrum Utilization.
sa konklusyon
Ang polariseysyon ay isang mahalagang katangian ng antenna na kadalasang hindi napapansin. Ang linear (kabilang ang pahalang at patayong) polarization, oblique polarization, circular polarization at elliptical polarization ay ginagamit para sa iba't ibang mga aplikasyon. Ang hanay ng end-to-end na pagganap ng RF na maaaring makamit ng isang antenna ay depende sa relatibong oryentasyon at pagkakahanay nito. Ang mga karaniwang antenna ay may iba't ibang polarisasyon at angkop para sa iba't ibang bahagi ng spectrum, na nagbibigay ng ginustong polariseysyon para sa target na aplikasyon.
Inirerekomenda ang mga Produkto:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Mga Parameter | Karaniwan | Mga yunit |
| Saklaw ng Dalas | 20-30 | GHz |
| Makakuha | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Uri. | |
| Polarisasyon | Dalawahan Linear | |
| Cross Pol. Isolation | 60 Tip. | dB |
| Paghihiwalay ng Port | 70 Uri. | dB |
| Konektor | SMA-Flalaki | |
| materyal | Al | |
| Pagtatapos | Kulayan | |
| Sukat(L*W*H) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| Timbang | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| item | Pagtutukoy | Yunit |
| Saklaw ng Dalas | 1-18 | GHz |
| Makakuha | 10 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Uri. | |
| Polarisasyon | Linear | |
| Cross Po. Isolation | 30 Tip. | dB |
| Konektor | SMA-Babae | |
| Pagtatapos | Phindi | |
| materyal | Al | |
| Sukat(L*W*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| Timbang | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Mga Parameter | Karaniwan | Mga yunit |
| Saklaw ng Dalas | 2-18 | GHz |
| Makakuha | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Uri. |
|
| Polarisasyon | Dalawahan Linear |
|
| Cross Pol. Isolation | 40 | dB |
| Paghihiwalay ng Port | 40 | dB |
| Konektor | SMA-F |
|
| Paggamot sa Ibabaw | Phindi |
|
| Sukat(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Timbang | 0.945 | kg |
| materyal | Al |
|
| Operating Temperatura | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Mga Parameter | Karaniwan | Mga yunit |
| Saklaw ng Dalas | 93-95 | GHz |
| Makakuha | 22 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Uri. |
|
| Polarisasyon | Dalawahan Linear |
|
| Cross Pol. Isolation | 60 Tip. | dB |
| Paghihiwalay ng Port | 67 Tip. | dB |
| Konektor | WR10 |
|
| materyal | Cu |
|
| Pagtatapos | ginto |
|
| Sukat(L*W*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| Timbang | 0.015 | kg |
Oras ng post: Abr-11-2024
