Polarizasiya antenaların əsas xüsusiyyətlərindən biridir. Əvvəlcə müstəvi dalğaların qütbləşməsini başa düşməliyik. Daha sonra antenanın polarizasiyasının əsas növlərini müzakirə edə bilərik.
xətti polarizasiya
Bir müstəvi elektromaqnit dalğasının qütbləşməsini başa düşməyə başlayacağıq.
Planar elektromaqnit (EM) dalğası bir neçə xüsusiyyətə malikdir. 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 dalğaların yayılma istiqamətinə perpendikulyardır. Nümunə olaraq (1) tənliyi ilə verilmiş bir tezlikli elektrik sahəsini (E sahəsi) nəzərdən keçirək. Elektromaqnit sahəsi +z istiqamətində hərəkət edir. Elektrik sahəsi +x istiqamətinə yönəldilmişdir. Maqnit sahəsi +y istiqamətindədir.
(1) tənliyində qeydi müşahidə edin: . Bu, elektrik sahəsinin nöqtəsinin x istiqamətində olduğunu söyləyən vahid vektordur (uzunluq vektoru). Müstəvi dalğa Şəkil 1-də təsvir edilmişdir.
şəkil 1. +z istiqamətində hərəkət edən elektrik sahəsinin qrafik təsviri.
Qütbləşmə elektrik sahəsinin iz və yayılma formasıdır (kontur). Nümunə olaraq, müstəvi dalğa elektrik sahəsi tənliyini (1) nəzərdən keçirək. Elektrik sahəsinin (X,Y,Z) = (0,0,0) olduğu mövqeni zamandan asılı olaraq müşahidə edəcəyik. Bu sahənin amplitudası Şəkil 2-də bir neçə vaxtda verilmişdir. Sahə "F" tezliyində salınır.
şəkil 2. Müxtəlif vaxtlarda elektrik sahəsini (X, Y, Z) = (0,0,0) müşahidə edin.
Elektrik sahəsi başlanğıcda müşahidə olunur, amplituda irəli-geri salınır. Elektrik sahəsi həmişə göstərilən x oxu boyuncadır. Elektrik sahəsi bir xətt boyunca saxlandığı üçün bu sahənin xətti qütbləşdiyini söyləmək olar. Bundan əlavə, əgər X oxu yerə paraleldirsə, bu sahə həm də üfüqi qütbləşmiş kimi təsvir olunur. Sahə Y oxu boyunca istiqamətləndirilirsə, dalğanın şaquli qütbləşdiyini söyləmək olar.
Xətti qütbləşmiş 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 qütbləşəcəkdir.
şəkil 3. Trayektoriyası bucaq olan xətti qütbləşmiş dalğanın elektrik sahəsinin amplitudası.
Şəkil 3-dəki elektrik sahəsi (2) tənliyi ilə təsvir edilə bilər. İndi elektrik sahəsinin x və y komponenti var. Hər iki komponent eyni ölçüdədir.
(2) tənliyi ilə bağlı qeyd edilməli bir şey ikinci mərhələdə xy-komponent və elektron sahələrdir. Bu o deməkdir ki, hər iki komponent hər zaman eyni amplituda malikdir.
dairəvi polarizasiya
İndi fərz edək ki, müstəvi dalğanın elektrik sahəsi (3) tənliyi ilə verilir:
Bu halda X və Y elementləri fazadan 90 dərəcə kənarda olur. Əgər sahə əvvəlki kimi yenidən (X, Y, Z) = (0,0,0) kimi müşahidə edilərsə, elektrik sahəsinə qarşı zaman əyrisi aşağıda Şəkil 4-də göstərildiyi kimi görünəcək.
Şəkil 4. Elektrik sahəsinin gücü (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ sahəsi. (3).
Şəkil 4-dəki elektrik sahəsi bir dairədə fırlanır. Bu tip sahə dairəvi qütbləşmiş dalğa kimi təsvir edilir. Dairəvi polarizasiya üçün aşağıdakı meyarlara cavab verilməlidir:
- Dairəvi polarizasiya üçün standart
- Elektrik sahəsinin iki ortoqonal (perpendikulyar) komponenti olmalıdır.
- Elektrik sahəsinin ortoqonal komponentləri bərabər amplituda malik olmalıdır.
- Kvadratın komponentləri fazadan 90 dərəcə kənarda olmalıdır.
Dalğa Şəkil 4 ekranında səyahət edirsinizsə, sahənin fırlanması saat əqrəbinin əksinə və sağ əlli dairəvi qütblü (RHCP) olduğu deyilir. Sahə saat əqrəbi istiqamətində fırlanırsa, sahə sol əlli dairəvi polarizasiya (LHCP) olacaqdır.
Elliptik polarizasiya
Elektrik sahəsinin iki perpendikulyar komponenti varsa, fazadan 90 dərəcə kənarda, lakin eyni böyüklükdə, sahə elliptik qütbləşəcəkdir. Tənlik (4) ilə təsvir edilən +z istiqamətində hərəkət edən müstəvi dalğanın elektrik sahəsini nəzərə alaraq:
Elektrik sahəsinin vektorunun ucunun qəbul edəcəyi nöqtənin yeri Şəkil 5-də verilmişdir
Şəkil 5. Tez elliptik polarizasiya dalğası elektrik sahəsi. (4).
Şəkil 5-də saat əqrəbinin əksi istiqamətində hərəkət edən sahə ekrandan kənara çıxarsa, sağ əlli elliptik olacaq. Elektrik sahəsinin vektoru əks istiqamətdə fırlanırsa, sahə sol əlli elliptik qütbləşəcəkdir.
Bundan əlavə, elliptik qütbləşmə onun eksantrikliyinə aiddir. Böyük və kiçik oxların amplitudasına ekssentrikliyin nisbəti. Məsələn, (4) tənliyindən dalğa ekssentrikliyi 1/0,3= 3,33-dür. Elliptik qütbləşmiş dalğalar daha sonra əsas oxun istiqaməti ilə təsvir olunur. Dalğa tənliyi (4) ilk növbədə x oxundan ibarət bir oxa malikdir. Qeyd edək ki, əsas ox istənilən müstəvi bucaq altında ola bilər. X, Y və ya Z oxuna uyğun olmaq üçün bucaq tələb olunmur. Nəhayət, qeyd etmək lazımdır ki, həm dairəvi, həm də xətti polarizasiya elliptik qütbləşmənin xüsusi hallarıdır. 1.0 eksantrik elliptik qütbləşmiş dalğa dairəvi qütbləşmiş dalğadır. Sonsuz ekssentrikliyə malik elliptik qütbləşmiş dalğalar. Xətti qütbləşmiş dalğalar.
Antenanın polarizasiyası
İndi qütbləşmiş müstəvi dalğa elektromaqnit sahələrindən xəbərdar olduğumuz üçün antenanın qütbləşməsi sadəcə müəyyən edilir.
Antenanın Polarizasiyası Antenanın uzaq sahəsinin qiymətləndirilməsi, yaranan radiasiya sahəsinin qütbləşməsi. Buna görə də, antenalar tez-tez "xətti polarizasiya" və ya "sağ əlli dairəvi qütblü antenalar" kimi qeyd olunur.
Bu sadə konsepsiya anten rabitəsi üçün vacibdir. Birincisi, üfüqi qütblü antenna şaquli polarizasiyalı antenna ilə əlaqə saxlamayacaq. Qarşılıqlılıq teoreminə görə antena tam olaraq eyni şəkildə ötürür və qəbul edir. Buna görə də, şaquli qütblü antenalar şaquli qütbləşmiş sahələri ötürür və qəbul edir. Buna görə də, şaquli qütblü üfüqi qütblü antenanı çatdırmağa çalışsanız, qəbul olmayacaq.
Ümumi halda, bir bucaq ( ) ilə bir-birinə nisbətən fırlanan iki xətti qütblü antenalar üçün bu qütbləşmə uyğunsuzluğuna görə güc itkisi polarizasiya itkisi əmsalı (PLF) ilə təsvir ediləcək:
Buna görə də, iki antenanın eyni polarizasiyası varsa, onların şüalanan elektron sahələri arasındakı bucaq sıfırdır və polarizasiya uyğunsuzluğu səbəbindən güc itkisi yoxdur. Bir anten şaquli, digəri isə üfüqi qütblüdürsə, bucaq 90 dərəcədir və heç bir güc ötürülməyəcək.
QEYD: Telefonu başınızın üstündə müxtəlif bucaqlara köçürmək qəbulun niyə bəzən artırıla biləcəyini izah edir. Cib telefonu antenaları adətən xətti qütbləşir, buna görə də telefonun fırlanması tez-tez telefonun qütbləşməsinə uyğun gələ bilər və beləliklə qəbulu yaxşılaşdırır.
Dairəvi polarizasiya bir çox antenanın arzu olunan xüsusiyyətidir. Hər iki antena dairəvi polarizasiyaya malikdir və polarizasiya uyğunsuzluğu səbəbindən siqnal itkisindən əziyyət çəkmir. GPS sistemlərində istifadə olunan antenalar sağ tərəfdən dairəvi polarizasiyaya malikdir.
İndi fərz edək ki, xətti qütbləşmiş antenna dairəvi qütblü dalğaları qəbul edir. Ekvivalent olaraq, dairəvi qütbləşmiş antenanın xətti qütblü dalğaları qəbul etməyə cəhd etdiyini fərz edin. Nəticədə qütbləşmə itkisi faktoru nədir?
Xatırladaq ki, dairəvi qütbləşmə əslində fazadan 90 dərəcə kənarda olan iki ortoqonal xətti qütbləşmiş dalğadır. Buna görə də, xətti qütblü (LP) antenna yalnız dairəvi qütblü (CP) dalğa mərhələsi komponentini alacaq. Buna görə də, LP antennasında 0,5 (-3dB) polarizasiya uyğunsuzluğu itkisi olacaq. LP antennasının hansı bucaqda fırlanmasından asılı olmayaraq, bu doğrudur. buna görə də:
Qütbləşmə itkisi faktoru bəzən qütbləşmə səmərəliliyi, antenna uyğunsuzluğu faktoru və ya anten qəbulu faktoru adlanır. Bütün bu adlar eyni anlayışa istinad edir.
Göndərmə vaxtı: 22 dekabr 2023-cü il
