Polyarizasiya antenaların əsas xüsusiyyətlərindən biridir. Əvvəlcə müstəvi dalğaların polyarizasiyasını başa düşməliyik. Daha sonra anten polyarizasiyasının əsas növlərini müzakirə edə bilərik.
xətti polyarizasiya
Düz bir elektromaqnit dalğasının polyarizasiyasını anlamağa başlayacağıq.
Düz elektromaqnit (EM) dalğasının bir neçə xüsusiyyəti var. Birincisi, gücün bir istiqamətdə hərəkət etməsidir (iki ortoqonal istiqamətdə heç bir sahə dəyişmir). İkincisi, elektrik sahəsi və maqnit sahəsi bir-birinə perpendikulyar və bir-birinə ortoqonaldır. Elektrik və maqnit sahələri müstəvi dalğanın yayılma istiqamətinə perpendikulyardır. Misal olaraq, (1) tənliyi ilə verilən tək tezlikli elektrik sahəsini (E sahəsi) nəzərdən keçirin. Elektromaqnit sahəsi +z istiqamətində hərəkət edir. Elektrik sahəsi +x istiqamətində yönəlmişdir. Maqnit sahəsi +y istiqamətindədir.
(1) tənliyində aşağıdakı qeydə əməl edin: . Bu, elektrik sahəsi nöqtəsinin x istiqamətində olduğunu göstərən vahid vektordur (uzunluq vektoru). Müstəvi dalğa Şəkil 1-də göstərilmişdir.
Şəkil 1. +z istiqamətində hərəkət edən elektrik sahəsinin qrafik təsviri.
Polyarizasiya elektrik sahəsinin izi və yayılma formasıdır (konturudur). Misal olaraq, müstəvi dalğa elektrik sahəsi tənliyini (1) nəzərdən keçirin. Elektrik sahəsinin zamandan asılı olaraq (X,Y,Z) = (0,0,0) olduğu mövqeyi müşahidə edəcəyik. Bu sahənin amplitudası Şəkil 2-də zamanla bir neçə dəfə göstərilmişdir. Sahə "F" tezliyində salınır.
Şəkil 2. Müxtəlif vaxtlarda elektrik sahəsini (X, Y, Z) = (0,0,0) müşahidə edin.
Elektrik sahəsi başlanğıc nöqtəsində müşahidə olunur, amplitudada irəli-geri salınır. Elektrik sahəsi həmişə göstərilən x oxu boyunca olur. Elektrik sahəsi tək bir xətt boyunca saxlanıldığı üçün bu sahənin xətti polyarlaşmış olduğu deyilə bilər. Bundan əlavə, X oxu yerə paraleldirsə, bu sahə də üfüqi polyarlaşmış kimi təsvir edilir. Sahə Y oxu boyunca yönəldilmişdirsə, dalğanın şaquli polyarlaşmış olduğu deyilə bilər.
Xətti polyarlaşdırılmış dalğaların üfüqi və ya şaquli ox boyunca yönəldilməsinə ehtiyac yoxdur. Məsələn, Şəkil 3-də göstərildiyi kimi, bir xətt boyunca uzanan məhdudiyyəti olan elektrik sahəsi dalğası da xətti polyarlaşdırılmış olardı.
şəkil 3. Trayektoriyası bucaq olan xətti polyarlaşdırılmış dalğanın elektrik sahəsinin amplitudası.
Şəkil 3-dəki elektrik sahəsi (2) tənliyi ilə təsvir edilə bilər. İndi elektrik sahəsinin x və y komponentləri mövcuddur. Hər iki komponent ölçülərinə görə bərabərdir.
(2) tənliyi ilə bağlı qeyd edilməli olan bir məqam, ikinci mərhələdəki xy-komponent və elektron sahələridir. Bu o deməkdir ki, hər iki komponent hər zaman eyni amplitudaya malikdir.
dairəvi polyarizasiya
İndi fərz edək ki, müstəvi dalğanın elektrik sahəsi (3) tənliyi ilə verilir:
Bu halda, X və Y elementləri fazadan 90 dərəcə kənardadır. Əgər sahə əvvəlki kimi yenidən (X, Y, Z) = (0,0,0) olaraq müşahidə olunarsa, elektrik sahəsinin zamana qarşı əyrisi Şəkil 4-də göstərildiyi kimi görünəcək.
Şəkil 4. Elektrik sahəsinin gərginliyi (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ sahəsi. (3).
Şəkil 4-dəki elektrik sahəsi dairəvi şəkildə fırlanır. Bu sahə növü dairəvi polyarlaşdırılmış dalğa kimi təsvir olunur. Dairəvi polyarizasiya üçün aşağıdakı meyarlara cavab verilməlidir:
- Dairəvi polyarizasiya üçün standart
- Elektrik sahəsinin iki ortoqonal (perpendikulyar) komponenti olmalıdır.
- Elektrik sahəsinin ortogonal komponentləri bərabər amplitudalara malik olmalıdır.
- Kvadratur komponentləri fazadan 90 dərəcə kənarda olmalıdır.
Əgər Dalğa Şəkil 4 ekranında hərəkət edirsə, sahənin fırlanması saat əqrəbinin əksinə və sağ əlli dairəvi polyarizasiya (RHCP) adlanır. Əgər sahə saat əqrəbi istiqamətində fırlanırsa, sahə sol əlli dairəvi polyarizasiya (LHCP) olacaq.
Elliptik polyarizasiya
Əgər elektrik sahəsinin fazadan 90 dərəcə kənarda, lakin eyni böyüklükdə olan iki perpendikulyar komponenti varsa, sahə elliptik şəkildə polyarlaşacaq. (4) tənliyi ilə təsvir edilən +z istiqamətində hərəkət edən müstəvi dalğanın elektrik sahəsini nəzərə alsaq:
Elektrik sahəsi vektorunun ucunun qəbul edəcəyi nöqtənin lokusu Şəkil 5-də verilmişdir.
Şəkil 5. Elliptik polyarizasiya dalğasının elektrik sahəsinin tezliyi. (4).
Şəkil 5-də saat əqrəbinin əksi istiqamətində hərəkət edən sahə, ekrandan kənara çıxarsa, sağ əlli elliptik olar. Elektrik sahəsi vektoru əks istiqamətdə fırlanarsa, sahə sol əlli elliptik polyarizasiya olunmuş olacaq.
Bundan əlavə, elliptik polyarizasiya onun eksentrisitetinə aiddir. Eksentrisitetin əsas və kiçik oxların amplitudasına nisbəti. Məsələn, (4) tənliyindən dalğa eksentrisiteti 1/0.3= 3.33-dür. Elliptik polyarizasiya olunmuş dalğalar əsas oxun istiqaməti ilə daha da təsvir olunur. (4) dalğa tənliyinin əsasən x oxundan ibarət bir oxa malikdir. Qeyd edək ki, əsas oxun istənilən müstəvi bucağında ola biləcəyini nəzərə alın. Bucaq X, Y və ya Z oxuna uyğun gəlmək üçün tələb olunmur. Nəhayət, həm dairəvi, həm də xətti polyarizasiyanın elliptik polyarizasiyanın xüsusi halları olduğunu qeyd etmək vacibdir. 1.0 eksentrik elliptik polyarizasiya olunmuş dalğa dairəvi polyarizasiya olunmuş dalğadır. Sonsuz eksentrisitetə malik elliptik polyarizasiya olunmuş dalğalar. Xətti polyarizasiya olunmuş dalğalar.
Anten polyarizasiyası
Artıq polyarlaşdırılmış müstəvi dalğa elektromaqnit sahələrindən xəbərdar olduğumuz üçün antenanın polyarizasiyası sadəcə olaraq müəyyən edilir.
Anten polyarizasiyası Antenin uzaq sahə qiymətləndirməsi, nəticədə yaranan şüalanma sahəsinin polyarizasiyası. Buna görə də, antenalar çox vaxt "xətti polyarlaşdırılmış" və ya "sağ əlli dairəvi polyarlaşdırılmış antenalar" kimi sadalanır.
Bu sadə konsepsiya antenna rabitəsi üçün vacibdir. Birincisi, üfüqi polyarlaşdırılmış antenna şaquli polyarlaşdırılmış antenna ilə əlaqə qurmayacaq. Qarşılıqlılıq teoreminə görə, antenna eyni şəkildə ötürür və qəbul edir. Buna görə də, şaquli polyarlaşdırılmış antennalar şaquli polyarlaşdırılmış sahələri ötürür və qəbul edir. Buna görə də, şaquli polyarlaşdırılmış üfüqi polyarlaşdırılmış antenna ötürməyə çalışsanız, heç bir qəbul olmayacaq.
Ümumi halda, bir-birinə nisbətən bir bucaq ( ) ilə fırlanan iki xətti polyarlaşdırılmış antenna üçün, bu polyarizasiya uyğunsuzluğundan qaynaqlanan güc itkisi polyarizasiya itkisi əmsalı (PLF) ilə təsvir ediləcək:
Buna görə də, əgər iki anten eyni polyarizasiyaya malikdirsə, onların şüalanan elektron sahələri arasındakı bucaq sıfırdır və polyarizasiya uyğunsuzluğu səbəbindən güc itkisi yoxdur. Əgər bir anten şaquli, digəri isə üfüqi polyarizasiya olunubsa, bucaq 90 dərəcədir və heç bir güc ötürülməyəcək.
QEYD: Telefonu başınızın üzərində müxtəlif bucaqlara aparmaq, qəbulun bəzən niyə artırıla biləcəyini izah edir. Mobil telefon antenaları adətən xətti polyarizasiya olunur, buna görə də telefonu fırlatmaq çox vaxt telefonun polyarizasiyasına uyğunlaşa bilər və beləliklə, qəbulu yaxşılaşdırır.
Dairəvi polyarizasiya bir çox antenanın arzuolunan xüsusiyyətidir. Hər iki anten dairəvi polyarizasiyaya malikdir və polyarizasiya uyğunsuzluğu səbəbindən siqnal itkisindən əziyyət çəkmir. GPS sistemlərində istifadə olunan antenalar sağ əl dairəvi polyarizasiyaya malikdir.
İndi xətti polyarlaşdırılmış antenanın dairəvi polyarlaşdırılmış dalğaları qəbul etdiyini fərz edin. Eyni şəkildə, dairəvi polyarlaşdırılmış antenanın xətti polyarlaşdırılmış dalğaları qəbul etməyə çalışdığını fərz edin. Nəticədə yaranan polyarizasiya itkisi əmsalı nədir?
Xatırladaq ki, dairəvi polyarizasiya əslində fazadan 90 dərəcə kənarda yerləşən iki ortoqonal xətti polyarlaşdırılmış dalğadır. Buna görə də, xətti polyarlaşdırılmış (LP) anten yalnız dairəvi polyarlaşdırılmış (CP) dalğa faza komponentini qəbul edəcək. Buna görə də, LP antenində polyarizasiya uyğunsuzluğu itkisi 0,5 (-3dB) olacaq. Bu, LP anteninin hansı bucaq altında fırlanmasından asılı olmayaraq doğrudur. Buna görə də:
Polyarizasiya itkisi əmsalı bəzən polyarizasiya səmərəliliyi, anten uyğunsuzluğu əmsalı və ya anten qəbul əmsalı kimi adlandırılır. Bütün bu adlar eyni anlayışa aiddir.
Yayımlanma vaxtı: 22 Dekabr 2023
