Elektroanyske yngenieurs witte dat antennes sinjalen ferstjoere en ûntfange yn 'e foarm fan weagen fan elektromagnetyske (EM) enerzjy beskreaun troch de fergelikingen fan Maxwell. Lykas by in protte ûnderwerpen kinne dizze fergelikingen, en de propagaasje-eigenskippen fan elektromagnetisme, op ferskate nivo's bestudearre wurde, fan relatyf kwalitative termen oant komplekse fergelikingen.
Der binne in soad aspekten oan elektromagnetyske enerzjyfersprieding, ien dêrfan is polarisaasje, dy't ferskillende graden fan ynfloed of soargen hawwe kin yn tapassingen en har antenne-ûntwerpen. De basisprinsipes fan polarisaasje jilde foar alle elektromagnetyske strieling, ynklusyf RF/draadloos, optyske enerzjy, en wurde faak brûkt yn optyske tapassingen.
Wat is antennepolarisaasje?
Foardat wy polarisaasje begripe, moatte wy earst de basisprinsipes fan elektromagnetyske weagen begripe. Dizze weagen binne gearstald út elektryske fjilden (E-fjilden) en magnetyske fjilden (H-fjilden) en bewege yn ien rjochting. De E- en H-fjilden steane loodrecht op elkoar en op 'e rjochting fan 'e platte weachfersprieding.
Polarisaasje ferwiist nei it E-fjildflak út it perspektyf fan 'e sinjaalstjoerder: foar horizontale polarisaasje sil it elektryske fjild sydlings bewege yn it horizontale flak, wylst foar fertikale polarisaasje it elektryske fjild op en del sil oszillearje yn it fertikale flak (figuer 1).
Figuer 1: Elektromagnetyske enerzjyweagen besteane út ûnderling loodrechte E- en H-fjildkomponinten
Lineêre polarisaasje en sirkulêre polarisaasje
Polarisaasjemodi omfetsje it folgjende:
Yn basis lineêre polarisaasje binne de twa mooglike polarisaasjes ortogonaal (loodrecht) op elkoar (figuer 2). Yn teory sil in horizontaal polarisearre ûntfangende antenne gjin sinjaal "sjen" fan in fertikaal polarisearre antenne en oarsom, sels as beide op deselde frekwinsje wurkje. Hoe better se ôfstimd binne, hoe mear sinjaal der fongen wurdt, en hoe enerzjy-oerdracht maksimaal is as de polarisaasjes oerienkomme.
Figuer 2: Lineêre polarisaasje biedt twa polarisaasjeopsjes dy't rjochthoekich op elkoar steane.
De skeane polarisaasje fan 'e antenne is in soarte fan lineêre polarisaasje. Lykas basis horizontale en fertikale polarisaasje, makket dizze polarisaasje allinich sin yn in terrestryske omjouwing. Skeine polarisaasje is ûnder in hoeke fan ±45 graden mei it horizontale referinsjeflak. Hoewol dit eins gewoan in oare foarm fan lineêre polarisaasje is, ferwiist de term "lineêr" meast allinich nei horizontaal of fertikaal polarisearre antennes.
Nettsjinsteande guon ferliezen binne sinjalen dy't troch in diagonale antenne ferstjoerd (of ûntfongen) wurde, mooglik mei allinich horizontaal of fertikaal polarisearre antennes. Skea polarisearre antennes binne nuttich as de polarisaasje fan ien of beide antennes ûnbekend is of feroaret tidens gebrûk.
Sirkulêre polarisaasje (CP) is komplekser as lineêre polarisaasje. Yn dizze modus rotearret de polarisaasje dy't fertsjintwurdige wurdt troch de E-fjildfektor as it sinjaal him ferspriedt. As it nei rjochts draaid wurdt (sjoen fanút de stjoerder), wurdt sirkulêre polarisaasje rjochtshandige sirkulêre polarisaasje (RHCP) neamd; as it nei lofts draaid wurdt, wurdt it loftshandige sirkulêre polarisaasje (LHCP) neamd (Ofbylding 3).
Figuer 3: By sirkelfoarmige polarisaasje rotearret de E-fjildvektor fan in elektromagnetyske weach; dizze rotaasje kin rjochts- of loftshandig wêze
In CP-sinjaal bestiet út twa ortogonale weagen dy't út faze binne. Trije betingsten binne fereaske om in CP-sinjaal te generearjen. It E-fjild moat bestean út twa ortogonale komponinten; de twa komponinten moatte 90 graden út faze wêze en gelyk yn amplitude. In ienfâldige manier om CP te generearjen is it brûken fan in spiraalfoarmige antenne.
Elliptyske polarisaasje (EP) is in type CP. Elliptysk polarisearre weagen binne de fersterking produsearre troch twa lineêr polarisearre weagen, lykas CP-weagen. As twa ûnderling loodrechte lineêr polarisearre weagen mei ûngelikense amplitudes kombineare wurde, wurdt in elliptysk polarisearre weach produsearre.
De polarisaasjeferskil tusken antennes wurdt beskreaun troch de polarisaasjeferliesfaktor (PLF). Dizze parameter wurdt útdrukt yn desibel (dB) en is in funksje fan it ferskil yn polarisaasjehoeke tusken de stjoerende en ûntfangende antennes. Teoretysk kin de PLF fariearje fan 0 dB (gjin ferlies) foar in perfekt ôfstimde antenne oant ûneinige dB (ûneinige ferlies) foar in perfekt ortogonale antenne.
Yn werklikheid is de ôfstimming (of ferkearde ôfstimming) fan polarisaasje lykwols net perfekt, om't de meganyske posysje fan 'e antenne, brûkersgedrach, kanaalferfoarming, mearpaadrefleksjes en oare ferskynsels wat hoekferfoarming fan it útstjoerde elektromagnetyske fjild feroarsaakje kinne. Yn it earstoan sil der 10 - 30 dB of mear oan sinjaalkrúspolarisaasje "lekkage" wêze fan 'e ortogonale polarisaasje, wat yn guon gefallen genôch kin wêze om it herstel fan it winske sinjaal te hinderjen.
Yn tsjinstelling, kin de werklike PLF foar twa ôfstimde antennes mei ideale polarisaasje 10 dB, 20 dB of heger wêze, ôfhinklik fan 'e omstannichheden, en kin it sinjaalherstel hinderje. Mei oare wurden, ûnbedoelde krúspolarisaasje en PLF kinne beide kanten op wurkje troch it winske sinjaal te bemuoien of de winske sinjaalsterkte te ferminderjen.
Wêrom soargen oer polarisaasje?
Polarisaasje wurket op twa manieren: hoe better twa antennes op elkoar ôfstimd binne en deselde polarisaasje hawwe, hoe better de sterkte fan it ûntfongen sinjaal. Omkeard makket minne polarisaasje-ôfstimming it dreger foar ûntfangers, bedoeld of ûntefreden, om genôch fan it sinjaal fan belang te fangen. Yn in protte gefallen ferfoarmet it "kanaal" de útstjoerde polarisaasje, of ien of beide antennes binne net yn in fêste statyske rjochting.
De kar foar hokker polarisaasje te brûken wurdt meastentiids bepaald troch de ynstallaasje of atmosfearyske omstannichheden. Bygelyks, in horizontaal polarisearre antenne sil better prestearje en syn polarisaasje behâlde as er tichtby it plafond ynstalleare is; oarsom, in fertikaal polarisearre antenne sil better prestearje en syn polarisaasjeprestaasjes behâlde as er tichtby in sydmuorre ynstalleare is.
De breed brûkte dipoolantenne (gewoan of opklapt) is horizontaal polarisearre yn syn "normale" montage-oriïntaasje (figuer 4) en wurdt faak 90 graden draaid om fertikale polarisaasje oan te nimmen as dat nedich is of om in foarkommende polarisaasjemodus te stypjen (figuer 5).
Figuer 4: In dipoolantenne wurdt meastentiids horizontaal op syn mast monteard om horizontale polarisaasje te leverjen
Figuer 5: Foar tapassingen dy't fertikale polarisaasje nedich binne, kin de dipoolantenne dêrop monteard wurde dêr't de antenne fêst sit.
Fertikale polarisaasje wurdt faak brûkt foar handheld mobile radio's, lykas dy brûkt troch earste helpferlieners, om't in protte fertikaal polarisearre radioantenne-ûntwerpen ek in omnidireksjoneel strielingspatroan leverje. Dêrom hoege sokke antennes net opnij oriïntearre te wurden, sels as de rjochting fan 'e radio en antenne feroaret.
3 - 30 MHz hege frekwinsje (HF) antennes binne typysk makke as ienfâldige lange triedden dy't horizontaal tusken heakjes oaninoar lein binne. De lingte wurdt bepaald troch de golflingte (10 - 100 m). Dit type antenne is fan natuere horizontaal polarisearre.
It is it neamen wurdich dat it oantsjutten fan dizze band as "hege frekwinsje" tsientallen jierren lyn begûn, doe't 30 MHz yndie hege frekwinsje wie. Hoewol dizze beskriuwing no ferâldere liket te wêzen, is it in offisjele oantsjutting fan 'e Ynternasjonale Telekommunikaasje-Uny en wurdt it noch altyd in soad brûkt.
De foarkommende polarisaasje kin op twa manieren bepaald wurde: of troch grûnweagen te brûken foar sterkere koarte-ôfstânssignalisaasje troch útstjoerapparatuer mei de 300 kHz - 3 MHz middelgolf (MW) band, of troch loftweagen te brûken foar langere ôfstannen fia de ionosfearlink. Yn 't algemien hawwe fertikaal polarisearre antennes bettere grûngolfpropagaasje, wylst horizontaal polarisearre antennes bettere loftgolfprestaasjes hawwe.
Sirkulêre polarisaasje wurdt in soad brûkt foar satelliten, om't de oriïntaasje fan 'e satellyt relatyf oan grûnstasjons en oare satelliten konstant feroaret. De effisjinsje tusken stjoer- en ûntfangstantennes is it grutst as beide sirkulêr polarisearre binne, mar lineêr polarisearre antennes kinne brûkt wurde mei CP-antennes, hoewol d'r in polarisaasjeferliesfaktor is.
Polarisaasje is ek wichtich foar 5G-systemen. Guon 5G multiple-input/multiple-output (MIMO) antennearrays berikke ferhege trochfier troch polarisaasje te brûken om it beskikbere spektrum effisjinter te brûken. Dit wurdt berikt mei in kombinaasje fan ferskate sinjaalpolarisaasjes en romtlike multipleksing fan 'e antennes (romteferskaat).
It systeem kin twa datastreamen oerdrage, om't de datastreamen ferbûn binne troch ûnôfhinklike ortogonaal polarisearre antennes en ûnôfhinklik weromhelle wurde kinne. Sels as der wat krúspolarisaasje bestiet fanwegen paad- en kanaalferfoarming, refleksjes, multipaad en oare ûnfolsleinheden, brûkt de ûntfanger ferfine algoritmen om elk orizjineel sinjaal werom te heljen, wat resulteart yn lege bitflaterraten (BER) en úteinlik ferbettere spektrumbenutting.
ta beslút
Polarisaasje is in wichtige antenne-eigenskip dy't faak oersjoen wurdt. Lineêre (ynklusyf horizontale en fertikale) polarisaasje, skeane polarisaasje, sirkelfoarmige polarisaasje en elliptyske polarisaasje wurde brûkt foar ferskate tapassingen. It berik fan ein-oan-ein RF-prestaasjes dat in antenne berikke kin hinget ôf fan syn relative oriïntaasje en ôfstimming. Standert antennes hawwe ferskillende polarisaasjes en binne geskikt foar ferskate dielen fan it spektrum, wêrtroch't de foarkommende polarisaasje foar de doeltapassing levere wurdt.
Produkten oanrikkemandearre:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parameters | Typysk | Ienheden |
| Frekwinsjeberik | 20-30 | GHz |
| Winst | 15 Typ. | dBi |
| VSWR | 1.3 Typysk. | |
| Polarisaasje | Dual Lineêr | |
| Krúspol. Isolaasje | 60 Typ. | dB |
| Havenisolaasje | 70 Typ. | dB |
| Ferbining | SMA-Fe-mail | |
| Materiaal | Al | |
| Ofmeitsjen | Ferve | |
| Grutte(L*B*H) | 83,9 * 39,6 * 69,4 (±5) | mm |
| Gewicht | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Ûnderdiel | Spesifikaasje | Ienheid |
| Frekwinsjeberik | 1-18 | GHz |
| Winst | 10 Typ. | dBi |
| VSWR | 1.5 Typysk. | |
| Polarisaasje | Lineêr | |
| Krús Po. Isolaasje | 30 Typ. | dB |
| Ferbining | SMA-Froulik | |
| Ofmeitsjen | Pnet | |
| Materiaal | Al | |
| Grutte(L*B*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| Gewicht | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Parameters | Typysk | Ienheden |
| Frekwinsjeberik | 2-18 | GHz |
| Winst | 15 Typ. | dBi |
| VSWR | 1.5 Typysk. |
|
| Polarisaasje | Dual Lineêr |
|
| Krúspol. Isolaasje | 40 | dB |
| Havenisolaasje | 40 | dB |
| Ferbining | SMA-F |
|
| Oerflakbehanneling | Pnet |
|
| Grutte(L*B*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Gewicht | 0.945 | kg |
| Materiaal | Al |
|
| Bedriuwstemperatuer | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parameters | Typysk | Ienheden |
| Frekwinsjeberik | 93-95 | GHz |
| Winst | 22 Typ. | dBi |
| VSWR | 1.3 Typysk. |
|
| Polarisaasje | Dual Lineêr |
|
| Krúspol. Isolaasje | 60 Typ. | dB |
| Havenisolaasje | 67 Typysk. | dB |
| Ferbining | WR10 |
|
| Materiaal | Cu |
|
| Ofmeitsjen | Gouden |
|
| Grutte(L*B*H) | 69,3 * 19,1 * 21,2 (±5) | mm |
| Gewicht | 0.015 | kg |
Pleatsingstiid: 11 april 2024
