Elektron mühəndisləri bilirlər ki, antenaların siqnalları Maksvell tənlikləri ilə təsvir edilən elektromaqnit (EM) enerji dalğaları şəklində göndərib qəbul etməsi mümkündür. Bir çox mövzuda olduğu kimi, bu tənliklər və elektromaqnetizmin yayılma xüsusiyyətləri nisbətən keyfiyyət baxımından mürəkkəb tənliklərə qədər müxtəlif səviyyələrdə öyrənilə bilər.
Elektromaqnit enerjisinin yayılmasının bir çox aspektləri var, bunlardan biri də polyarizasiyadır ki, bu da tətbiqlərdə və onların antenna dizaynlarında müxtəlif dərəcələrdə təsir və ya narahatlıq yarada bilər. Polyarizasiyanın əsas prinsipləri RF/simsiz, optik enerji daxil olmaqla bütün elektromaqnit şüalanmasına aiddir və tez-tez optik tətbiqlərdə istifadə olunur.
Anten polyarizasiyası nədir?
Polyarizasiyanı anlamazdan əvvəl, əvvəlcə elektromaqnit dalğalarının əsas prinsiplərini başa düşməliyik. Bu dalğalar elektrik sahələrindən (E sahələri) və maqnit sahələrindən (H sahələri) ibarətdir və bir istiqamətdə hərəkət edir. E və H sahələri bir-birinə və müstəvi dalğanın yayılma istiqamətinə perpendikulyardır.
Polyarizasiya siqnal ötürücüsünün perspektivindən E-sahə müstəvisinə aiddir: üfüqi polyarizasiya üçün elektrik sahəsi üfüqi müstəvidə yanlara doğru hərəkət edəcək, şaquli polyarizasiya üçün isə elektrik sahəsi şaquli müstəvidə yuxarı və aşağı salınacaq (şəkil 1).
Şəkil 1: Elektromaqnit enerji dalğaları qarşılıqlı perpendikulyar E və H sahə komponentlərindən ibarətdir
Xətti polyarizasiya və dairəvi polyarizasiya
Polyarizasiya rejimlərinə aşağıdakılar daxildir:
Əsas xətti polyarizasiyada iki mümkün polyarizasiya bir-birinə ortoqonal (perpendikulyar) olur (Şəkil 2). Nəzəri olaraq, üfüqi polyarlaşdırılmış qəbuledici anten, hər ikisi eyni tezlikdə işləsə belə, şaquli polyarlaşdırılmış antendən gələn siqnalı "görməyəcək" və əksinə. Onlar nə qədər yaxşı uyğunlaşdırılarsa, bir o qədər çox siqnal tutulur və polyarizasiyalar uyğun gəldikdə enerji ötürülməsi maksimum dərəcədə artır.
Şəkil 2: Xətti polyarizasiya bir-birinə düz bucaq altında yerləşən iki polyarizasiya variantı təqdim edir
Antenin əyri polyarizasiyası xətti polyarizasiyanın bir növüdür. Əsas üfüqi və şaquli polyarizasiya kimi, bu polyarizasiya da yalnız yerüstü mühitdə məna kəsb edir. Əyri polyarizasiya üfüqi istinad müstəvisinə ±45 dərəcə bucaq altındadır. Bu, əslində xətti polyarizasiyanın başqa bir forması olsa da, "xətti" termini adətən yalnız üfüqi və ya şaquli polyarizasiya olunmuş antenalara aiddir.
Bəzi itkilərə baxmayaraq, diaqonal anten tərəfindən göndərilən (və ya qəbul edilən) siqnallar yalnız üfüqi və ya şaquli polyarlaşdırılmış antenlərlə mümkündür. Əyri polyarlaşdırılmış antenalar, bir və ya hər iki antenin polyarizasiyası məlum olmadıqda və ya istifadə zamanı dəyişdikdə faydalıdır.
Dairəvi polyarizasiya (DQP) xətti polyarizasiyadan daha mürəkkəbdir. Bu rejimdə, E sahə vektoru ilə təmsil olunan polyarizasiya siqnal yayıldıqca fırlanır. Sağa fırlandıqda (ötürücüdən baxdıqda), dairəvi polyarizasiya sağ əlli dairəvi polyarizasiya (RHCP) adlanır; sola fırlandıqda, sol əlli dairəvi polyarizasiya (LHCP) (Şəkil 3)
Şəkil 3: Dairəvi polyarizasiyada elektromaqnit dalğasının E sahə vektoru fırlanır; bu fırlanma sağ əlli və ya sol əlli ola bilər.
CP siqnalı fazadan kənar iki ortoqonal dalğadan ibarətdir. CP siqnalını yaratmaq üçün üç şərt tələb olunur. E sahəsi iki ortoqonal komponentdən ibarət olmalıdır; iki komponent fazadan 90 dərəcə kənarda olmalı və amplituda bərabər olmalıdır. CP yaratmağın sadə yolu spiral antenadan istifadə etməkdir.
Elliptik polyarizasiya (EP) CP-nin bir növüdür. Elliptik polyarizasiya olunmuş dalğalar, CP dalğaları kimi, iki xətti polyarizasiya olunmuş dalğanın yaratdığı qazancdır. Qeyri-bərabər amplitudalı iki qarşılıqlı perpendikulyar xətti polyarizasiya olunmuş dalğa birləşdirildikdə, elliptik polyarizasiya olunmuş dalğa yaranır.
Antenlər arasındakı polyarizasiya uyğunsuzluğu polyarizasiya itkisi əmsalı (PLF) ilə təsvir olunur. Bu parametr desibellərlə (dB) ifadə olunur və ötürücü və qəbuledici antenalar arasındakı polyarizasiya bucağı fərqinin funksiyasıdır. Nəzəri olaraq, PLF mükəmməl düzülmüş anten üçün 0 dB-dən (itki yoxdur) mükəmməl ortoqonal anten üçün sonsuz dB-yə (sonsuz itki) qədər dəyişə bilər.
Lakin reallıqda polyarizasiyanın hizalanması (və ya səhv hizalanması) mükəmməl deyil, çünki antenanın mexaniki mövqeyi, istifadəçi davranışı, kanal təhrifi, çoxyollu əks olunmalar və digər hadisələr ötürülən elektromaqnit sahəsinin müəyyən bucaq təhrifinə səbəb ola bilər. Əvvəlcə ortoqonal polyarizasiyadan 10-30 dB və ya daha çox siqnal çarpaz polyarizasiya "sızması" olacaq ki, bu da bəzi hallarda istənilən siqnalın bərpasına mane olmaq üçün kifayət edə bilər.
Bunun əksinə olaraq, ideal polyarizasiyaya malik iki hizalanmış anten üçün faktiki PLF, şəraitdən asılı olaraq 10 dB, 20 dB və ya daha çox ola bilər və siqnalın bərpasına mane ola bilər. Başqa sözlə, istənməyən çarpaz polyarizasiya və PLF istənilən siqnala müdaxilə etməklə və ya istənilən siqnal gücünü azaltmaqla hər iki şəkildə işləyə bilər.
Niyə polyarizasiyaya əhəmiyyət verirsiniz?
Polyarizasiya iki şəkildə işləyir: iki anten nə qədər çox hizalanarsa və eyni polyarizasiyaya malik olarsa, qəbul edilən siqnalın gücü bir o qədər yüksək olar. Əksinə, zəif polyarizasiya hizalanması, istər nəzərdə tutulan, istərsə də məmnun olmayan qəbuledicilərin maraq doğuran siqnalı kifayət qədər tutmasını çətinləşdirir. Bir çox hallarda, "kanal" ötürülən polyarizasiyanı təhrif edir və ya bir və ya hər iki anten sabit statik istiqamətdə deyil.
Hansı polyarizasiyanın istifadə ediləcəyi seçimi adətən quraşdırma və ya atmosfer şəraiti ilə müəyyən edilir. Məsələn, üfüqi polyarlaşdırılmış antenna tavana yaxın quraşdırıldıqda daha yaxşı işləyəcək və polyarizasiyasını qoruyacaq; əksinə, şaquli polyarlaşdırılmış antenna yan divara yaxın quraşdırıldıqda daha yaxşı işləyəcək və polyarizasiyasını qoruyacaq.
Geniş istifadə edilən dipol antenası (düz və ya qatlanmış) "normal" montaj istiqamətində üfüqi şəkildə polyarlaşdırılıb (Şəkil 4) və tələb olunduqda şaquli polyarizasiyanı qəbul etmək və ya üstünlük verilən polyarizasiya rejimini dəstəkləmək üçün tez-tez 90 dərəcə fırlanır (Şəkil 5).
Şəkil 4: Dipol antenası adətən üfüqi polyarizasiyanı təmin etmək üçün dirəyinə üfüqi şəkildə quraşdırılır.
Şəkil 5: Şaquli polyarizasiya tələb edən tətbiqlər üçün dipol antenası antenin tutulduğu yerə uyğun olaraq quraşdırıla bilər
Şaquli polyarizasiya, ilk müdaxilə edənlər tərəfindən istifadə edilənlər kimi, əl ilə idarə olunan mobil radiolar üçün də istifadə olunur, çünki bir çox şaquli polyarlaşdırılmış radio antenna dizaynları həm də hər istiqamətli şüalanma nümunəsi təmin edir. Buna görə də, radio və antenanın istiqaməti dəyişsə belə, bu cür antenaların yenidən istiqamətləndirilməsinə ehtiyac yoxdur.
3-30 MHz yüksək tezlikli (HF) tezlikli antenaları adətən mötərizələr arasında üfüqi şəkildə bir-birinə bağlanmış sadə uzun naqillər şəklində qurulur. Uzunluğu dalğa uzunluğu (10-100 m) ilə müəyyən edilir. Bu tip antena təbii olaraq üfüqi olaraq polyarlaşır.
Qeyd etmək lazımdır ki, bu diapazona "yüksək tezlik" kimi istinad etmək onilliklər əvvəl, 30 MHz həqiqətən yüksək tezlik olduğu zaman başlamışdır. Bu təsvir artıq köhnəlmiş görünsə də, Beynəlxalq Telekommunikasiya İttifaqı tərəfindən rəsmi olaraq təyin edilmişdir və hələ də geniş istifadə olunur.
Üstünlük verilən polyarizasiya iki yolla müəyyən edilə bilər: ya 300 kHz - 3 MHz orta dalğa (MW) diapazonundan istifadə edən yayım avadanlığı ilə daha güclü qısa mənzilli siqnalizasiya üçün yer dalğalarından istifadə etməklə, ya da ionosfer bağlantısı vasitəsilə daha uzun məsafələr üçün səma dalğalarından istifadə etməklə. Ümumiyyətlə, şaquli polyarlaşdırılmış antenalarda yer dalğasının daha yaxşı yayılması, üfüqi polyarlaşdırılmış antenalarda isə daha yaxşı səma dalğası performansı mövcuddur.
Dairəvi polyarizasiya peyklər üçün geniş istifadə olunur, çünki peykin yerüstü stansiyalara və digər peyklərə nisbətən istiqaməti daim dəyişir. Ötürücü və qəbuledici antenaların səmərəliliyi hər ikisi dairəvi polyarizasiya olunduqda ən yüksəkdir, lakin xətti polyarizasiya olunmuş antenalardan CP antenaları ilə istifadə etmək olar, baxmayaraq ki, polyarizasiya itkisi əmsalı da mövcuddur.
Polyarizasiya 5G sistemləri üçün də vacibdir. Bəzi 5G çox girişli/çox çıxışlı (MIMO) antenna massivləri mövcud spektrdən daha səmərəli istifadə etmək üçün polyarizasiyadan istifadə etməklə artan ötürmə qabiliyyətinə nail olur. Buna müxtəlif siqnal polyarizasiyalarının və antenaların fəza multipleksləşdirilməsinin (fəza müxtəlifliyi) kombinasiyası ilə nail olunur.
Sistem iki məlumat axını ötürə bilər, çünki məlumat axınları müstəqil ortoqonal polyarlaşdırılmış antenalar vasitəsilə birləşdirilir və müstəqil şəkildə bərpa edilə bilər. Yol və kanal təhrifləri, əks olunmalar, çoxyolluluq və digər qüsurlar səbəbindən bəzi çarpaz polyarizasiyalar mövcud olsa belə, qəbuledici hər bir orijinal siqnalı bərpa etmək üçün mürəkkəb alqoritmlərdən istifadə edir ki, bu da aşağı bit xətası nisbətlərinə (BER) və nəticədə spektr istifadəsinin yaxşılaşmasına gətirib çıxarır.
nəticədə
Polyarizasiya tez-tez nəzərdən qaçırılan vacib bir anten xüsusiyyətidir. Xətti (üfüqi və şaquli daxil olmaqla) polyarizasiya, əyri polyarizasiya, dairəvi polyarizasiya və elliptik polyarizasiya müxtəlif tətbiqlər üçün istifadə olunur. Antenin əldə edə biləcəyi başdan-başa RF performans diapazonu onun nisbi istiqamətinə və düzülüşünə bağlıdır. Standart antenalar fərqli polyarizasiyalara malikdir və spektrin müxtəlif hissələri üçün uyğundur, hədəf tətbiqi üçün üstünlük verilən polyarizasiyanı təmin edir.
Tövsiyə olunan məhsullar:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parametrlər | Tipik | Vahidlər |
| Tezlik diapazonu | 20-30 | GHz |
| Qazanc | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Növ. | |
| Polyarizasiya | İkiqat Xətti | |
| Çarpaz Pol İzolyasiya | 60 Tip. | dB |
| Liman İzolyasiyası | 70 Tip. | dB |
| Konnektor | SMA-Femaye | |
| Material | Al | |
| Bitirmə | Boya | |
| Ölçü(S*Ç*H) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| Çəki | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Məhsul | Xüsusiyyət | Vahid |
| Tezlik diapazonu | 1-18 | GHz |
| Qazanc | 10 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tip. | |
| Polyarizasiya | Xətti | |
| Çarpaz Po izolyasiyası | 30 Tip. | dB |
| Konnektor | SMA-Qadın | |
| Bitirmə | Pqeyri-müəyyən | |
| Material | Al | |
| Ölçü(S*Ç*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| Çəki | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Parametrlər | Tipik | Vahidlər |
| Tezlik diapazonu | 2-18 | GHz |
| Qazanc | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tip. |
|
| Polyarizasiya | İkiqat Xətti |
|
| Çarpaz Pol İzolyasiya | 40 | dB |
| Liman İzolyasiyası | 40 | dB |
| Konnektor | SMA-F |
|
| Səthi müalicə | Pqeyri-müəyyən |
|
| Ölçü(S*Ç*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Çəki | 0.945 | kg |
| Material | Al |
|
| İşləmə temperaturu | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parametrlər | Tipik | Vahidlər |
| Tezlik diapazonu | 93-95 | GHz |
| Qazanc | 22 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Növ. |
|
| Polyarizasiya | İkiqat Xətti |
|
| Çarpaz Pol İzolyasiya | 60 Tip. | dB |
| Liman İzolyasiyası | 67 Tip. | dB |
| Konnektor | WR10 |
|
| Material | Cu |
|
| Bitirmə | Qızılı |
|
| Ölçü(S*Ç*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| Çəki | 0.015 | kg |
Yazı vaxtı: 11 aprel 2024
