Поляризация - антенналардын негизги мүнөздөмөлөрүнүн бири. Алгач тегиздик толкундардын поляризациясын түшүнүшүбүз керек. Андан кийин антеннанын поляризациясынын негизги түрлөрүн талкуулай алабыз.
сызыктуу поляризация
Биз тегиз электромагниттик толкундун поляризациясын түшүнө баштайбыз.
Тегиздик электромагниттик (ЭЭ) толкундун бир нече мүнөздөмөлөрү бар. Биринчиси, кубат бир багытта жылат (эки ортогоналдык багытта талаа өзгөрбөйт). Экинчиден, электр талаасы жана магнит талаасы бири-бирине перпендикуляр жана ортогоналдык. Электр жана магнит талаалары тегиздик толкундун таралуу багытына перпендикуляр. Мисал катары, (1) теңдеме менен берилген бир жыштыктагы электр талаасын (E талаасын) карап көрөлү. Электромагниттик талаа +z багытында жылат. Электр талаасы +x багытында багытталган. Магнит талаасы +y багытында.
(1) теңдемеде төмөнкү белгини байкаңыз: . Бул бирдик вектор (узундук вектору), ал электр талаасынын чекити x багытында экенин билдирет. Тегиздик толкун 1-сүрөттө көрсөтүлгөн.
1-сүрөт. +z багытында кыймылдаган электр талаасынын графикалык чагылдырылышы.
Поляризация - бул электр талаасынын изи жана таралуу формасы (контуру). Мисал катары, тегиз толкундуу электр талаасынын теңдемесин (1) карап көрөлү. Электр талаасынын убакыттын функциясы катары (X,Y,Z) = (0,0,0) болгон абалын байкайбыз. Бул талаанын амплитудасы 2-сүрөттө убакыттын бир нече учурларында көрсөтүлгөн. Талаа "F" жыштыгында термелет.
2-сүрөт. Ар кандай убакыттарда электр талаасынын (X, Y, Z) = (0,0,0) күчүн байкагыла.
Электр талаасы башатта байкалат, амплитудасы боюнча алдыга жана артка термелет. Электр талаасы ар дайым көрсөтүлгөн х огу боюнча болот. Электр талаасы бир сызык боюнча сакталгандыктан, бул талаа сызыктуу поляризацияланган деп айтууга болот. Мындан тышкары, эгерде Х огу жерге параллель болсо, бул талаа горизонталдуу поляризацияланган деп да айтылат. Эгерде талаа Y огу боюнча багытталган болсо, толкун вертикалдуу поляризацияланган деп айтууга болот.
Сызыктуу поляризацияланган толкундарды горизонталдуу же вертикалдуу ок боюнча багыттоонун кажети жок. Мисалы, 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, сызык боюнча жайгашкан чектөөсү бар электр талаасынын толкуну да сызыктуу поляризацияланган болот.
3-сүрөт. Траекториясы бурч болгон сызыктуу поляризацияланган толкундун электр талаасынын амплитудасы.
3-сүрөттөгү электр талаасын (2) теңдеме менен сүрөттөөгө болот. Эми электр талаасынын x жана y компоненттери бар. Эки компонент тең өлчөмдөрү боюнча бирдей.
(2) теңдеме жөнүндө белгилей кетүүчү бир нерсе - экинчи этаптагы xy-компоненттик жана электрондук талаалар. Бул эки компонент тең ар дайым бирдей амплитудага ээ экенин билдирет.
тегерек поляризация
Эми тегиз толкундун электр талаасы (3) теңдеме менен берилет деп коёлу:
Бул учурда, X жана Y элементтери фазадан 90 градуска чыгып турат. Эгерде талаа мурдагыдай эле (X, Y, Z) = (0,0,0) катары кайрадан байкалса, электр талаасынын убакытка карата ийри сызыгы төмөндө 4-сүрөттө көрсөтүлгөндөй пайда болот.
4-сүрөт. Электр талаасынын чыңалуусунун (X, Y, Z) = (0,0,0) эквалайзердин чөйрөсү. (3).
4-сүрөттө көрсөтүлгөн электр талаасы тегерек боюнча айланат. Бул талаанын түрү тегерек поляризацияланган толкун катары сүрөттөлөт. Тегерек поляризация үчүн төмөнкү критерийлер аткарылышы керек:
- Тегерек поляризация үчүн стандарт
- Электр талаасынын эки ортогоналдык (перпендикулярдык) компоненти болушу керек.
- Электр талаасынын ортогоналдык компоненттеринин амплитудалары бирдей болушу керек.
- Квадратура компоненттери фазадан 90 градуска тышкары болушу керек.
Эгерде Wave Figure 4 экранында кыймылдаса, талаанын айлануусу саат жебесине каршы жана оң кол менен тегерек поляризацияланган (RHCP) деп айтылат. Эгерде талаа саат жебеси боюнча айланса, талаа сол кол менен тегерек поляризацияланган (LHCP) болот.
Эллиптикалык поляризация
Эгерде электр талаасынын фазасы 90 градуска дал келбеген, бирок чоңдугу бирдей болгон эки перпендикулярдуу компоненти болсо, талаа эллиптикалык поляризацияланган болот. (4) теңдеме менен сүрөттөлгөн +z багытында кыймылдаган тегиз толкундун электр талаасын эске алганда:
Электр талаасынын векторунун учунун кабыл ала турган чекиттин локусу 5-сүрөттө көрсөтүлгөн.
5-сүрөт. Эллиптикалык поляризация толкунунун электр талаасынын тездик менен иштеши. (4).
5-сүрөттө көрсөтүлгөн саат жебесине каршы багытта кыймылдаган талаа экрандан чыгып кетсе, оң колдуу эллиптикалык формада болот. Эгерде электр талаасынын вектору тескери багытта айланса, талаа сол колдуу эллиптикалык поляризацияланган болот.
Мындан тышкары, эллиптикалык поляризация анын эксцентриситетин билдирет. Эксцентриситеттин чоң жана кичине октордун амплитудасына катышы. Мисалы, (4) теңдемеден толкун эксцентриситети 1/0,3 = 3,33. Эллиптикалык поляризацияланган толкундар чоң октун багыты менен андан ары сүрөттөлөт. (4) толкун теңдемесинин огу негизинен x огунан турат. Негизги ок каалаган тегиздик бурчунда болушу мүмкүн экенин эске алыңыз. X, Y же Z огуна туура келүү үчүн бурч талап кылынбайт. Акырында, тегерек жана сызыктуу поляризация эллиптикалык поляризациянын өзгөчө учурлары экенин белгилей кетүү маанилүү. 1.0 эксцентрикалык эллиптикалык поляризацияланган толкун - бул тегерек поляризацияланган толкун. Чексиз эксцентриситетке ээ эллиптикалык поляризацияланган толкундар. Сызыктуу поляризацияланган толкундар.
Антеннанын поляризациясы
Эми биз поляризацияланган тегиз толкундуу электромагниттик талаалар жөнүндө билгенден кийин, антеннанын поляризациясы жөн гана аныкталат.
Антеннанын поляризациясы Антеннанын алыскы талаасын баалоо, пайда болгон нурлануу талаасынын поляризациясы. Ошондуктан, антенналар көбүнчө "сызыктуу поляризацияланган" же "оң колдуу тегерек поляризацияланган антенналар" деп көрсөтүлөт.
Бул жөнөкөй түшүнүк антенна байланышы үчүн маанилүү. Биринчиден, горизонталдуу поляризацияланган антенна вертикалдуу поляризацияланган антенна менен байланышпайт. Өз ара аракеттенүү теоремасынан улам, антенна дал ушундай жол менен өткөрөт жана кабыл алат. Ошондуктан, вертикалдуу поляризацияланган антенналар вертикалдуу поляризацияланган талааларды өткөрөт жана кабыл алат. Ошондуктан, эгер сиз вертикалдуу поляризацияланган горизонталдуу поляризацияланган антеннаны берүүгө аракет кылсаңыз, кабыл алуу болбойт.
Жалпы учурда, бири-бирине карата бурч менен ( ) айланган эки сызыктуу поляризацияланган антенна үчүн, бул поляризациянын дал келбестигинен улам келип чыккан кубаттуулуктун жоголушу поляризациянын жоголуш коэффициенти (PLF) менен сүрөттөлөт:
Ошондуктан, эгерде эки антеннанын поляризациясы бирдей болсо, алардын нурлануучу электрондук талааларынын ортосундагы бурч нөлгө барабар жана поляризациянын дал келбестигинен улам кубаттуулуктун жоголушу болбойт. Эгерде бир антенна вертикалдуу поляризацияланган, ал эми экинчиси горизонталдуу поляризацияланган болсо, бурч 90 градус болот жана кубаттуулук өткөрүлүп берилбейт.
ЭСКЕРТҮҮ: Телефонду башыңыздын үстүнө ар кандай бурчтарга жылдыруу кабыл алуунун кээде эмне үчүн жогорулашы мүмкүн экенин түшүндүрөт. Уюлдук телефондордун антенналары, адатта, сызыктуу поляризацияланган, андыктан телефонду айландыруу көп учурда телефондун поляризациясына дал келип, кабыл алууну жакшыртат.
Тегерек поляризация көптөгөн антенналардын каалаган мүнөздөмөсү болуп саналат. Эки антенна тең тегерек поляризацияланган жана поляризациянын дал келбестигинен улам сигнал жоголбойт. GPS системаларында колдонулган антенналар оң жактагы тегерек поляризацияланган.
Эми сызыктуу поляризацияланган антенна тегерек поляризацияланган толкундарды кабыл алат деп коёлу. Ошо сыяктуу эле, тегерек поляризацияланган антенна сызыктуу поляризацияланган толкундарды кабыл алууга аракет кылат деп коёлу. Натыйжада пайда болгон поляризациянын жоготуу коэффициенти кандай?
Эске салсак, тегерек поляризация чындыгында эки ортогоналдуу сызыктуу поляризацияланган толкундар, фазадан 90 градуска четтетилген. Ошондуктан, сызыктуу поляризацияланган (LP) антенна тегерек поляризацияланган (CP) толкун фазасынын компонентин гана кабыл алат. Ошондуктан, LP антеннасында поляризациянын дал келбестиги 0,5 (-3 дБ) жоготууга алып келет. Бул LP антеннасы кандай бурчта айланганына карабастан туура. ошондуктан:
Поляризациянын жоголуш коэффициенти кээде поляризациянын натыйжалуулугу, антеннанын дал келбестиги коэффициенти же антеннанын кабыл алуу коэффициенти деп аталат. Бул аталыштардын баары бир эле түшүнүккө тиешелүү.
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 22-декабры
