Elektron mühəndisləri antenaların Maksvell tənlikləri ilə təsvir olunan elektromaqnit (EM) enerji dalğaları şəklində siqnal göndərdiyini və qəbul etdiyini bilirlər. Bir çox mövzularda olduğu kimi, bu tənliklər və elektromaqnetizmin yayılması, xassələri nisbətən keyfiyyət baxımından mürəkkəb tənliklərə qədər müxtəlif səviyyələrdə öyrənilə bilər.
Elektromaqnit enerjisinin yayılmasının bir çox aspekti var, bunlardan biri tətbiqlərdə və onların antena dizaynlarında müxtəlif dərəcədə təsir və ya narahatlıq yarada bilən qütbləşmədir. Qütbləşmənin əsas prinsipləri RF/simsiz, optik enerji də daxil olmaqla bütün elektromaqnit şüalanmasına aiddir və tez-tez optik tətbiqlərdə istifadə olunur.
Antenanın polarizasiyası nədir?
Qütbləşməni başa düşməzdən əvvəl elektromaqnit dalğalarının əsas prinsiplərini başa düşməliyik. Bu dalğalar elektrik sahələrindən (E sahələri) və maqnit sahələrindən (H sahələri) ibarətdir və bir istiqamətdə hərəkət edirlər. E və H sahələri bir-birinə və müstəvi dalğanın yayılma istiqamətinə perpendikulyardır.
Qütbləşmə siqnal ötürücüsü baxımından E-sahə müstəvisinə aiddir: üfüqi qütbləşmə üçün elektrik sahəsi üfüqi müstəvidə yana doğru hərəkət edəcək, şaquli qütbləşmə 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 polarizasiya və dairəvi qütbləşmə
Polarizasiya rejimlərinə aşağıdakılar daxildir:
Əsas xətti qütbləşmədə iki mümkün qütbləşmə bir-birinə ortoqonal (perpendikulyar) olur (Şəkil 2). Nəzəriyyə olaraq, üfüqi qütblü qəbuledici antena, hər ikisi eyni tezlikdə işləsə belə, şaquli qütbləşmiş antenadan gələn siqnalı "görməyəcək" və əksinə. Onlar nə qədər yaxşı uyğunlaşdırılsa, bir o qədər çox siqnal tutulur və qütbləşmələr uyğunlaşdıqda enerji ötürülməsi maksimuma çatır.
Şəkil 2: Xətti polarizasiya bir-birinə düz bucaq altında iki polarizasiya variantını təmin edir
Antenanın əyri polarizasiyası xətti qütbləşmənin bir növüdür. Əsas üfüqi və şaquli qütbləşmə kimi, bu qütbləşmə yalnız yer mühitində məna kəsb edir. Oblik polarizasiya üfüqi istinad müstəvisinə ±45 dərəcə bucaq altındadır. Bu, həqiqətən, xətti qütbləşmənin başqa bir forması olsa da, "xətti" termini adətən yalnız üfüqi və ya şaquli polarizasiyalı antenalara aiddir.
Bəzi itkilərə baxmayaraq, diaqonal antenna tərəfindən göndərilən (və ya qəbul edilən) siqnallar yalnız üfüqi və ya şaquli qütbləşmiş antenalar ilə həyata keçirilə bilər. Bir və ya hər iki antenanın qütbləşməsi naməlum olduqda və ya istifadə zamanı dəyişdikdə əyri qütblü antenalar faydalıdır.
Dairəvi polarizasiya (CP) xətti qütbləşmədən daha mürəkkəbdir. Bu rejimdə E sahə vektoru ilə təmsil olunan qütbləşmə siqnal yayıldıqca fırlanır. Sağa döndərilmiş zaman (ötürücüdən kənara baxaraq), dairəvi polarizasiya sağ əlli dairəvi polarizasiya (RHCP) adlanır; sola çevrildikdə, sol əlli dairəvi polarizasiya (LHCP) (Şəkil 3)
Şəkil 3: Dairəvi polarizasiyada elektromaqnit dalğasının E sahə vektoru fırlanır; bu fırlanma sağ və ya sol əllə 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 və amplituda bərabər olmalıdır. CP-ni yaratmağın sadə yolu spiral antennadan istifadə etməkdir.
Elliptik polarizasiya (EP) CP-nin bir növüdür. Elliptik qütbləşmiş dalğalar, CP dalğaları kimi iki xətti qütbləşmiş dalğanın yaratdığı qazancdır. Qeyri-bərabər amplitudalı iki qarşılıqlı perpendikulyar xətti qütbləşmiş dalğa birləşdirildikdə, elliptik qütbləşmiş dalğa yaranır.
Antenalar arasında polarizasiya uyğunsuzluğu polarizasiya itkisi faktoru (PLF) ilə təsvir olunur. Bu parametr desibellə (dB) ifadə edilir və ötürən və qəbul edən antenalar arasında qütbləşmə bucağındakı fərqin funksiyasıdır. Nəzəri olaraq, PLF mükəmməl uyğunlaşdırılmış antenna üçün 0 dB (itki yoxdur) ilə mükəmməl ortoqonal antenna üçün sonsuz dB (sonsuz itki) arasında dəyişə bilər.
Reallıqda isə qütbləşmənin düzülməsi (yaxud düzülməməsi) mükəmməl deyil, çünki antenanın mexaniki mövqeyi, istifadəçi davranışı, kanalın təhrifi, çoxyollu əkslər və digər hadisələr ötürülən elektromaqnit sahəsinin müəyyən bucaq təhrifinə səbəb ola bilər. Əvvəlcə ortoqonal qütbləşmədən 10 - 30 dB və ya daha çox siqnal çarpaz qütbləşmə "sızması" olacaq ki, bu da bəzi hallarda istənilən siqnalın bərpasına mane ola bilər.
Bunun əksinə olaraq, ideal polarizasiyaya malik iki düzlənmiş antena üçün faktiki PLF şəraitdən asılı olaraq 10 dB, 20 dB və ya daha çox ola bilər və siqnalın bərpasına mane ola bilər. Başqa sözlə, gözlənilməz çarpaz qütbləşmə və PLF istənilən siqnala müdaxilə edərək və ya istənilən siqnal gücünü azaltmaqla hər iki şəkildə işləyə bilər.
Niyə qütbləşməyə əhəmiyyət verirsiniz?
Qütbləşmə iki şəkildə işləyir: iki antena nə qədər çox düzlənmişdirsə və eyni qütbləşməyə malikdirsə, qəbul edilən siqnalın gücü bir o qədər yaxşı olar. Əksinə, zəif qütbləşmə hizalanması, nəzərdə tutulan və ya qane olmayan qəbuledicilərin maraq siqnalını kifayət qədər tutmasını çətinləşdirir. Bir çox hallarda, "kanal" ötürülən polarizasiyanı təhrif edir və ya bir və ya hər iki antena sabit statik istiqamətdə deyil.
Hansı polarizasiyanın istifadə ediləcəyi seçimi adətən quraşdırma və ya atmosfer şəraiti ilə müəyyən edilir. Məsələn, üfüqi qütblü antena tavanın yaxınlığında quraşdırıldıqda daha yaxşı çıxış edəcək və polarizasiyasını qoruyacaq; əksinə, şaquli qütblü antena yan divarın yaxınlığında quraşdırıldıqda daha yaxşı performans göstərəcək və polarizasiya performansını qoruyacaq.
Geniş istifadə olunan dipol antenna (düz və ya qatlanmış) "normal" montaj oriyentasiyasında (Şəkil 4) üfüqi olaraq qütbləşir və tələb olunduqda şaquli qütbləşməni qəbul etmək və ya üstünlük verilən polarizasiya rejimini dəstəkləmək üçün tez-tez 90 dərəcə fırlanır (Şəkil 5).
Şəkil 4: Bir dipol antenna üfüqi qütbləşməni təmin etmək üçün adətən öz dirəyinə üfüqi şəkildə quraşdırılır.
Şəkil 5: Şaquli qütbləşmə tələb edən tətbiqlər üçün dipol antenna müvafiq olaraq antenin tutduğu yerə quraşdırıla bilər.
Şaquli qütbləşmə adətən ilk müdaxilə edənlər tərəfindən istifadə edilən əl mobil radioları üçün istifadə olunur, çünki bir çox şaquli qütbləşmiş radio antena dizaynları da hərtərəfli radiasiya nümunəsini təmin edir. Buna görə də, radio və antenanın istiqaməti dəyişsə belə, belə antenaların istiqamətini dəyişdirmək lazım deyil.
3 - 30 MHz yüksək tezlikli (HF) tezlikli antenalar adətən mötərizələr arasında üfüqi şəkildə bir-birinə bağlanmış sadə uzun naqillər kimi qurulur. Onun uzunluğu dalğa uzunluğu (10 - 100 m) ilə müəyyən edilir. Bu tip antenna təbii olaraq üfüqi polarizasiyaya malikdir.
Qeyd etmək lazımdır ki, bu diapazonun "yüksək tezlik" adlandırılması onilliklər əvvəl, 30 MHz həqiqətən yüksək tezlik olduğu zaman başlamışdır. Bu təsvir indi köhnəlmiş kimi görünsə də, Beynəlxalq Telekommunikasiya İttifaqı tərəfindən rəsmi təyinatdır və hələ də geniş istifadə olunur.
Tercih edilən qütbləşmə iki yolla müəyyən edilə bilər: ya 300 kHz - 3 MHz orta dalğa (MW) diapazonundan istifadə edərək yayım avadanlığı ilə daha güclü qısa məsafəli siqnal üçün yer dalğalarından istifadə etməklə və ya ionosfer Bağlantısı vasitəsilə daha uzun məsafələr üçün səma dalğalarından istifadə etməklə. Ümumiyyətlə, şaquli qütbləşmiş antenalar daha yaxşı yer dalğasının yayılmasına, üfüqi qütblü antenalar isə daha yaxşı səma dalğası performansına malikdir.
Dairəvi qütbləşmə peyklər üçün geniş istifadə olunur, çünki peykin yer stansiyalarına və digər peyklərə nisbətən oriyentasiyası daim dəyişir. Götürən və qəbul edən antenalar arasında səmərəlilik hər ikisi dairəvi qütbləşdikdə ən yüksək olur, lakin qütbləşmə itkisi faktoru olmasına baxmayaraq xətti qütblü antenalar CP antenaları ilə istifadə edilə bilər.
Polarizasiya 5G sistemləri üçün də vacibdir. Bəzi 5G çox giriş/çox çıxış (MIMO) antenna massivləri mövcud spektrdən daha səmərəli istifadə etmək üçün qütbləşmədən istifadə edərək artan ötürmə qabiliyyətinə nail olur. Bu, müxtəlif siqnal qütbləşmələrinin və antenaların məkan multipleksləşməsinin (kosmos müxtəlifliyi) birləşməsindən istifadə etməklə əldə edilir.
Sistem iki məlumat axını ötürə bilər, çünki məlumat axınları müstəqil ortoqonal qütblü antenalar ilə birləşdirilir və müstəqil şəkildə bərpa edilə bilər. Yol və kanal təhrifləri, əkslər, çoxyollu və digər qüsurlar səbəbindən bəzi çarpaz qütbləşmə mövcud olsa belə, qəbuledici hər bir orijinal siqnalı bərpa etmək üçün mürəkkəb alqoritmlərdən istifadə edir, nəticədə aşağı bit xəta dərəcələri (BER) və nəticədə spektrdən istifadə yaxşılaşır.
yekunda
Qütbləşmə çox vaxt diqqətdən kənarda qalan vacib bir anten xüsusiyyətidir. Xətti (üfüqi və şaquli daxil olmaqla) qütbləşmə, əyri qütbləşmə, dairəvi polarizasiya və elliptik qütbləşmə müxtəlif tətbiqlər üçün istifadə olunur. Antenanın əldə edə biləcəyi son-uca RF performans diapazonu onun nisbi oriyentasiyası və düzülüşündən asılıdır. Standart antenalar müxtəlif qütbləşmələrə malikdir və spektrin müxtəlif hissələri üçün uyğundur və hədəf tətbiq üçün üstünlük verilən polarizasiyanı təmin edir.
Tövsiyə olunan məhsullar:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parametrlər | Tipik | Vahidlər |
| Tezlik diapazonu | 20-30 | GHz |
| Qazanc | 15 Növ. | dBi |
| VSWR | 1.3 Növ. | |
| Qütbləşmə | İkili Xətti | |
| Cross Pol. İzolə | 60 Tip. | dB |
| Liman izolyasiyası | 70 Tip. | dB |
| Bağlayıcı | SMA-Ferkək | |
| Material | Al | |
| Bitirmə | Boya | |
| Ölçü(L*W*H) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| Çəki | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Maddə | Spesifikasiya | Vahid |
| Tezlik diapazonu | 1-18 | GHz |
| Qazanc | 10 Növ. | dBi |
| VSWR | 1.5 Növ. | |
| Qütbləşmə | Xətti | |
| Cross Po. İzolə | 30 Növ. | dB |
| Bağlayıcı | SMA-Qadın | |
| Bitirmə | Pyox | |
| Material | Al | |
| Ölçü(L*W*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 Növ. | dBi |
| VSWR | 1.5 Növ. |
|
| Qütbləşmə | İkili Xətti |
|
| Cross Pol. İzolə | 40 | dB |
| Liman izolyasiyası | 40 | dB |
| Bağlayıcı | SMA-F |
|
| Səthi müalicə | Pyox |
|
| Ölçü(L*W*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 Növ. | dBi |
| VSWR | 1.3 Növ. |
|
| Qütbləşmə | İkili Xətti |
|
| Cross Pol. İzolə | 60 Tip. | dB |
| Liman izolyasiyası | 67 Növ. | dB |
| Bağlayıcı | WR10 |
|
| Material | Cu |
|
| Bitirmə | Qızıl |
|
| Ölçü(L*W*H) | 69,3*19,1*21,2 (±5) | mm |
| Çəki | 0,015 | kg |
Göndərmə vaxtı: 11 aprel 2024-cü il
