Polarisaasje is ien fan 'e basis skaaimerken fan antennes. Wy moatte earst de polarisaasje fan fleantúchwellen begripe. Wy kinne dan de haadtypen fan antennepolarisaasje besprekke.
lineêre polarisaasje
Wy sille begjinne te begripen de polarisaasje fan in fleantúch elektromagnetyske weach.
In planêre elektromagnetyske (EM) golf hat ferskate skaaimerken. De earste is dat de krêft yn ien rjochting reizget (gjin fjild feroaret yn twa ortogonale rjochtingen). Twad, it elektryske fjild en it magnetyske fjild steane perpendiculêr op inoar en ortogonaal op inoar. Elektryske en magnetyske fjilden steane perpendikulêr op 'e rjochting fan fleantúch-propagaasje. As foarbyld, beskôgje in ienfrekwinsje elektrysk fjild (E-fjild) jûn troch fergeliking (1). It elektromagnetyske fjild reizget yn 'e +z-rjochting. It elektryske fjild is rjochte yn 'e +x rjochting. It magnetyske fjild is yn 'e +y rjochting.
Yn fergeliking (1), observearje de notaasje:. Dit is in ienheidsvektor (in fektor fan lingte), dy't seit dat it elektryske fjildpunt yn 'e x-rjochting is. De fleantúchwelle is yllustrearre yn figuer 1.
figuer 1. Grafyske foarstelling fan it elektryske fjild reizget yn de +z rjochting.
Polarisaasje is de spoar- en fuortplantingsfoarm (kontur) fan in elektrysk fjild. As foarbyld, beskôgje de fleantúchwelle elektryske fjildfergeliking (1). Wy sille de posysje observearje wêr't it elektryske fjild is (X,Y,Z) = (0,0,0) as funksje fan tiid. De amplitude fan dit fjild is útset yn figuer 2, op ferskate ynstânsjes yn 'e tiid. It fjild oscillert op frekwinsje "F".
figuer 2. Observearje it elektryske fjild (X, Y, Z) = (0,0,0) op ferskillende tiden.
It elektryske fjild wurdt waarnommen by de oarsprong, oscillerend hinne en wer yn amplitude. It elektryske fjild is altyd lâns de oantsjutte x-as. Sûnt it elektryske fjild wurdt ûnderhâlden lâns in inkele line, dit fjild kin sein wurde linear polarized. Derneist, as de X-as parallel is mei de grûn, wurdt dit fjild ek omskreaun as horizontaal polarisearre. As it fjild is oriïntearre lâns de Y-as, kin sein wurde dat de golf fertikaal polarisearre is.
Lineêr polarisearre weagen hoege net te rjochtsjen lâns in horizontale as fertikale as. Bygelyks, in elektryske fjildwelle mei in beheining dy't lâns in line leit lykas werjûn yn figuer 3 soe ek lineêr polarisearre wurde.
image 3. It elektryske fjild amplitude fan in lineêr polarized weach waans trajekt is in hoeke.
It elektryske fjild yn figuer 3 kin beskreaun wurde troch fergeliking (2). No is der in x- en y-komponint fan it elektryske fjild. Beide komponinten binne gelyk yn grutte.
Ien ding om te notearjen oer fergeliking (2) is de xy-komponint en elektroanyske fjilden yn 'e twadde etappe. Dit betsjut dat beide komponinten altyd deselde amplitude hawwe.
sirkulêre polarisaasje
Nim no oan dat it elektryske fjild fan in fleantúchwelle wurdt jûn troch fergeliking (3):
Yn dit gefal binne de X- en Y-eleminten 90 graden út faze. As it fjild wurdt waarnommen as (X, Y, Z) = (0,0,0) wer as earder, sil de elektryske fjild tsjin tiid kromme ferskine lykas werjûn hjirûnder yn figuer 4.
figuer 4. Elektryske fjild sterkte (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ domein. (3).
It elektryske fjild yn figuer 4 draait yn in sirkel. Dit soarte fjild wurdt beskreaun as in sirkulêr polarisearre welle. Foar sirkulêre polarisaasje moatte de folgjende kritearia foldien wurde:
- Standert foar sirkulêre polarisaasje
- It elektryske fjild moat twa ortogonale (perpendikulêre) komponinten hawwe.
- De ortogonale komponinten fan it elektryske fjild moatte gelikense amplituden hawwe.
- De kwadratuurkomponinten moatte 90 graden út faze wêze.
As jo reizgje op it skerm fan 'e Wave Figure 4, wurdt sein dat it fjildrotaasje tsjin de klok yn is en rjochterhân sirkulêr polarisearre (RHCP). As it fjild wurdt rotearre yn in klok mei rjochting, it fjild sil wêze lofterhân circular polarisaasje (LHCP).
Elliptyske polarisaasje
As it elektryske fjild twa perpendikulêre komponinten hat, 90 graden út faze, mar fan gelikense grutte, sil it fjild elliptysk polarisearre wurde. Oerwagende it elektryske fjild fan in fleantúchwelle dy't reizget yn 'e +z-rjochting, beskreaun troch fergeliking (4):
De lokaasje fan it punt dêr't de tip fan 'e elektryske fjildvektor sil oannimme wurdt jûn yn figuer 5
figuer 5. Prompt elliptyske polarisaasje wave elektryske fjild. (4).
It fjild yn figuer 5, reizget yn in tsjin de klok yn rjochting, soe wêze rjochterhân elliptyske as reizgje út it skerm. As it elektryske fjildvektor yn 'e tsjinoerstelde rjochting draait, sil it fjild mei lofterhân elliptysk polarisearre wurde.
Fierder ferwiist elliptyske polarisaasje nei syn eksintrisiteit. De ferhâlding fan eksintrisiteit oan de amplitude fan de grutte en lytse assen. Bygelyks, de golfeksintrisiteit fan fergeliking (4) is 1/0,3 = 3,33. Elliptysk polarisearre weagen wurde fierder beskreaun troch de rjochting fan 'e grutte as. De golffergeliking (4) hat in as dy't primêr bestiet út de x-as. Tink derom dat de wichtichste as kin wêze op elke fleantúch hoeke. De hoeke is net nedich om de X-, Y- of Z-as te passen. Uteinlik is it wichtich om te notearjen dat sawol sirkulêre as lineêre polarisaasje spesjale gefallen binne fan elliptyske polarisaasje. 1.0 eksintrike elliptysk polarisearre welle is in sirkulêr polarisearre welle. Elliptysk polarisearre weagen mei ûneinige eksintrisiteit. Lineêr polarisearre weagen.
Antenne polarisaasje
No't wy ús bewust binne fan elektromagnetyske fjilden fan polarisearre fleangolf, is de polarisaasje fan in antenne gewoan definieare.
Antenne Polarization In antenne fier-fjild evaluaasje, de polarisaasje fan de resultearjende útstriele fjild. Dêrom wurde antennes faak oanjûn as "lineêr polarisearre" of "rjochterhân sirkulêr polarisearre antennes".
Dit ienfâldige konsept is wichtich foar antennekommunikaasje. Earst sil in horizontaal polarisearre antenne net kommunisearje mei in fertikaal polarisearre antenne. Troch it resiprositeitsteorema stjoert en ûntfangt de antenne op krekt deselde wize. Dêrom stjoere en ûntfange fertikaal polarisearre antennes fertikaal polarisearre fjilden. Dêrom, as jo besykje in fertikaal polarisearre horizontaal polarisearre antenne oer te bringen, sil d'r gjin ûntfangst wêze.
Yn it algemien gefal, foar twa lineêr polarisearre antennes rotearre relatyf oan elkoar troch in hoeke ( ), it macht ferlies fanwege dizze polarisaasje mismatch wurdt beskreaun troch de polarisaasje ferlies faktor (PLF):
Dêrom, as twa antennes hawwe deselde polarisaasje, de hoeke tusken harren útstrieling elektroanen fjilden is nul en der is gjin macht ferlies fanwege polarisaasje mismatch. As ien antenne is fertikaal polarized en de oare is horizontaal polarized, de hoeke is 90 grader, en gjin macht wurdt oerdroegen.
OPMERKING: Ferpleatse de tillefoan oer jo holle nei ferskate hoeken ferklearret wêrom't ûntfangst soms kin wurde ferhege. Antennes foar mobyltsjes binne normaal lineêr polarisearre, sadat it draaien fan 'e tillefoan faaks oerienkomt mei de polarisaasje fan' e tillefoan, sadat de ûntfangst ferbettere wurdt.
Sirkulêre polarisaasje is in winsklik karakteristyk fan in protte antennes. Beide antennes binne sirkulêr polarisearre en hawwe gjin lêst fan sinjaalferlies troch polarisaasjemismatch. Antennes brûkt yn GPS-systemen binne rjochterhân sirkulêr polarisearre.
Nim no oan dat in lineêr polarisearre antenne sirkulêr polarisearre golven ûntfangt. Oannimme lykweardich dat in sirkulêr polarisearre antenne besiket lineêr polarisearre weagen te ûntfangen. Wat is de resultearjende faktor foar polarisaasjeferlies?
Tink derom dat sirkulêre polarisaasje eins twa ortogonale lineêr polarisearre weagen is, 90 graden út faze. Dêrom sil in lineêr polarisearre (LP) antenne allinich de sirkulêr polarisearre (CP) golffasekomponint ûntfange. Dêrom sil de LP-antenne in polarisaasjemismatchferlies hawwe fan 0,5 (-3dB). Dit is wier, nettsjinsteande hokker hoeke de LP-antenne wurdt draaid. dêrom:
Polarisaasjeferliesfaktor wurdt soms oantsjutten as polarisaasje-effisjinsje, antenne-mismatchfaktor, as antenne-ûntfangstfaktor. Al dizze nammen ferwize nei itselde konsept.
Post tiid: Dec-22-2023
