Электрондық инженерлер антенналардың Максвелл теңдеулерімен сипатталған электромагниттік (ЭМ) энергия толқындары түріндегі сигналдарды жіберетінін және қабылдайтынын біледі.Көптеген тақырыптар сияқты, бұл теңдеулер және электромагнетизмнің таралуы, қасиеттері салыстырмалы сапалы терминдерден күрделі теңдеулерге дейін әртүрлі деңгейде зерттелуі мүмкін.
Электромагниттік энергияның таралуының көптеген аспектілері бар, олардың бірі поляризация, ол қолданбаларда және олардың антенна конструкцияларында әртүрлі әсер ету немесе алаңдаушылық тудыруы мүмкін.Поляризацияның негізгі принциптері барлық электромагниттік сәулеленуге, соның ішінде RF/сымсыз, оптикалық энергияға қолданылады және жиі оптикалық қолданбаларда қолданылады.
Антеннаның поляризациясы дегеніміз не?
Поляризацияны түсінбес бұрын, алдымен электромагниттік толқындардың негізгі принциптерін түсінуіміз керек.Бұл толқындар электр өрісінен (Е өрісі) және магнит өрісінен (Н өрісі) тұрады және бір бағытта қозғалады.E және H өрістері бір-біріне және жазық толқынның таралу бағытына перпендикуляр.
Поляризация сигнал таратқышы тұрғысынан E-өріс жазықтығына жатады: көлденең поляризация үшін электр өрісі көлденең жазықтықта бүйіріне қарай жылжиды, ал тік поляризация үшін электр өрісі тік жазықтықта жоғары және төмен тербеледі.( 1-сурет).
1-сурет: Электромагниттік энергия толқындары өзара перпендикуляр Е және Н өріс компоненттерінен тұрады
Сызықтық поляризация және дөңгелек поляризация
Поляризация режимдері мыналарды қамтиды:
Негізгі сызықтық поляризацияда екі мүмкін поляризация бір-біріне ортогональды (перпендикуляр) болады (2-сурет).Теориялық тұрғыдан алғанда, көлденең поляризацияланған қабылдау антеннасы тік поляризацияланған антеннадан сигналды «көрмейді» және керісінше, тіпті екеуі де бірдей жиілікте жұмыс істесе де.Олар неғұрлым жақсы реттелген болса, соғұрлым көбірек сигнал алынады және поляризациялар сәйкес келген кезде энергияның тасымалдануы максималды болады.
2-сурет: Сызықтық поляризация бір-біріне тік бұрышта екі поляризация опциясын береді
Антеннаның қиғаш поляризациясы сызықтық поляризацияның бір түрі болып табылады.Негізгі көлденең және тік поляризация сияқты, бұл поляризация тек жер үсті ортада ғана мағынасы бар.Көлбеу поляризация көлденең анықтамалық жазықтыққа ±45 градус бұрышта болады.Бұл шын мәнінде сызықтық поляризацияның тағы бір түрі болғанымен, «сызықтық» термині әдетте тек көлденең немесе тігінен поляризацияланған антенналарға қатысты.
Кейбір жоғалтуларға қарамастан, диагональды антенна арқылы жіберілетін (немесе қабылданған) сигналдар тек көлденең немесе тік поляризацияланған антенналармен ғана мүмкін болады.Қиғаш поляризацияланған антенналар бір немесе екі антеннаның поляризациясы белгісіз болғанда немесе пайдалану кезінде өзгергенде пайдалы.
Шеңберлік поляризация (CP) сызықтық поляризацияға қарағанда күрделірек.Бұл режимде Е өріс векторымен ұсынылған поляризация сигнал тараған сайын айналады.Оңға бұрылғанда (таратқыштан сыртқа қараған кезде) айналмалы поляризация оң жақ дөңгелек поляризация (RHCP) деп аталады;солға бұрылғанда, сол жақ айналмалы поляризация (LHCP) (3-сурет)
3-сурет: Дөңгелек поляризацияда электромагниттік толқынның Е өріс векторы айналады;бұл айналдыру оң қолмен немесе сол қолмен болуы мүмкін
CP сигналы фазадан тыс екі ортогональды толқындардан тұрады.CP сигналын жасау үшін үш шарт қажет.E өрісі екі ортогональды құрамдас бөліктерден тұруы керек;екі құрамдас фазадан 90 градус және амплитудасы бірдей болуы керек.CP генерациялаудың қарапайым тәсілі - бұрандалы антеннаны пайдалану.
Эллиптикалық поляризация (ЭП) КП бір түрі болып табылады.Эллиптикалық поляризацияланған толқындар - бұл CP толқындары сияқты екі сызықты поляризацияланған толқындар шығаратын күшейту.Бірдей емес амплитудалары бар екі өзара перпендикуляр сызықты поляризацияланған толқындар біріктірілгенде эллиптикалық поляризацияланған толқын пайда болады.
Антенналар арасындағы поляризацияның сәйкессіздігі поляризацияны жоғалту коэффициентімен (PLF) сипатталады.Бұл параметр децибелмен (дБ) көрсетіледі және жіберуші және қабылдаушы антенналар арасындағы поляризация бұрышының айырмашылығының функциясы болып табылады.Теориялық тұрғыдан алғанда, PLF тамаша тураланған антенна үшін 0 дБ (шығынсыз) мен мінсіз ортогональды антенна үшін шексіз дБ (шексіз жоғалту) аралығында болуы мүмкін.
Алайда, шын мәнінде, поляризацияның туралануы (немесе тураланбауы) мінсіз емес, себебі антеннаның механикалық орны, пайдаланушы әрекеті, арнаның бұрмалануы, көп жолды шағылысу және басқа құбылыстар жіберілетін электромагниттік өрістің кейбір бұрыштық бұрмалануын тудыруы мүмкін.Бастапқыда ортогональды поляризациядан 10 - 30 дБ немесе одан да көп сигналдың кросс-поляризациясы «ағуы» болады, бұл кейбір жағдайларда қажетті сигналды қалпына келтіруге кедергі келтіру үшін жеткілікті болуы мүмкін.
Керісінше, идеалды поляризациясы бар екі тураланған антеннаға арналған нақты PLF мән-жайларға байланысты 10 дБ, 20 дБ немесе одан жоғары болуы мүмкін және сигналды қалпына келтіруге кедергі келтіруі мүмкін.Басқаша айтқанда, күтпеген кросс поляризация және PLF қажетті сигналға кедергі жасау немесе қажетті сигнал күшін азайту арқылы екі жолмен де жұмыс істей алады.
Неліктен поляризацияға мән беру керек?
Поляризация екі жолмен жұмыс істейді: екі антенна неғұрлым тураланған болса және поляризациясы бірдей болса, қабылданған сигналдың күші соғұрлым жақсы болады.Керісінше, нашар поляризациялық туралану қабылдағыштарға, не мақсатталған немесе қанағаттандырылмаған, қызығушылық сигналын жеткілікті түрде түсіруді қиындатады.Көптеген жағдайларда «арна» жіберілетін поляризацияны бұрмалайды немесе бір немесе екі антенна бекітілген статикалық бағытта емес.
Қандай поляризацияны қолдануды таңдау әдетте орнату немесе атмосфералық жағдайлармен анықталады.Мысалы, көлденең поляризацияланған антенна төбеге жақын орнатылған кезде жақсырақ жұмыс істейді және оның поляризациясын сақтайды;керісінше, тік поляризацияланған антенна бүйірлік қабырғаға жақын орнатылған кезде жақсырақ жұмыс істейді және поляризация өнімділігін сақтайды.
Кеңінен қолданылатын дипольді антенна (қарапайым немесе бүктелген) өзінің «қалыпты» орнату бағдарында (4-сурет) көлденең поляризацияланған және қажет болғанда тік поляризацияны қабылдау немесе қолайлы поляризация режимін қолдау үшін жиі 90 градусқа бұрылады (5-сурет).
4-сурет: Көлденең поляризацияны қамтамасыз ету үшін дипольді антенна әдетте діңгегіне көлденең орнатылады.
5-сурет: Тік поляризацияны қажет ететін қолданбалар үшін дипольді антеннаны антенна ұстайтын жерге сәйкес орнатуға болады.
Тік поляризация әдетте қолмен жүретін мобильді радиолар үшін қолданылады, мысалы, бірінші жауап берушілер пайдаланатындар, өйткені көптеген тік поляризацияланған радиоантенна конструкциялары сонымен қатар жан-жақты сәулелену үлгісін қамтамасыз етеді.Сондықтан, радио мен антеннаның бағыты өзгерсе де, мұндай антенналардың бағытын өзгерту қажет емес.
3 - 30 МГц жоғары жиілікті (ЖЖ) жиілікті антенналар әдетте жақшалар арасында көлденеңінен біріктірілген қарапайым ұзын сымдар ретінде жасалады.Оның ұзындығы толқын ұзындығымен (10 - 100 м) анықталады.Антеннаның бұл түрі табиғи түрде көлденең поляризацияланған.
Айта кетейік, бұл жолақты «жоғары жиілік» деп атау ондаған жылдар бұрын, 30 МГц шынымен жоғары жиілік болған кезде басталған.Бұл сипаттама қазір ескірген болып көрінгенімен, ол Халықаралық электр байланысы одағының ресми белгісі болып табылады және әлі де кеңінен қолданылады.
Таңдаулы поляризацияны екі жолмен анықтауға болады: не 300 кГц - 3 МГц орташа толқын (МВт) жолағын пайдаланатын хабар тарату жабдығы арқылы қысқа қашықтықта күшті сигнал беру үшін жердегі толқындарды пайдалану немесе ионосфералық байланыс арқылы ұзақ қашықтыққа аспан толқындарын пайдалану.Жалпы айтқанда, тігінен поляризацияланған антенналар жер толқынының жақсырақ таралуына ие, ал көлденең поляризацияланған антенналардың аспан толқынының өнімділігі жақсы.
Дөңгелек поляризация спутниктер үшін кеңінен қолданылады, себебі жерсеріктің жердегі станцияларға және басқа жерсеріктерге қатысты бағдары үнемі өзгеріп отырады.Тарату және қабылдау антенналары арасындағы тиімділік екеуі де айналмалы поляризацияланған кезде ең жоғары болады, бірақ поляризацияны жоғалту коэффициенті бар болса да, сызықты поляризацияланған антенналарды CP антенналарымен бірге пайдалануға болады.
Поляризация 5G жүйелері үшін де маңызды.Кейбір 5G көп кіріс/көп шығыс (MIMO) антенна массивтері қол жетімді спектрді тиімдірек пайдалану үшін поляризацияны пайдалану арқылы өткізу қабілетін арттырады.Бұған әртүрлі сигнал поляризациясының комбинациясы және антенналардың кеңістіктік мультиплексирленуі (кеңістік әртүрлілігі) арқылы қол жеткізіледі.
Жүйе екі деректер ағынын жібере алады, себебі деректер ағындары тәуелсіз ортогональды поляризацияланған антенналар арқылы қосылған және оларды дербес қалпына келтіруге болады.Жолдың және арнаның бұрмалануына, шағылысуларға, көп жолды және басқа кемшіліктерге байланысты кейбір айқаспалы поляризация бар болса да, қабылдағыш әрбір бастапқы сигналды қалпына келтіру үшін күрделі алгоритмдерді пайдаланады, нәтижесінде бит қателерінің төмен жылдамдығы (BER) және спектрді пайдалану жақсарады.
қорытындысында
Поляризация - бұл антеннаның маңызды қасиеті, ол жиі назардан тыс қалады.Сызықтық (көлденең және тік қоса алғанда) поляризация, көлбеу поляризация, дөңгелек поляризация және эллиптикалық поляризация әртүрлі қолданбалар үшін қолданылады.Антеннаның қол жеткізе алатын RF өнімділігінің ауқымы оның салыстырмалы бағдары мен туралануына байланысты.Стандартты антенналардың әртүрлі поляризациясы бар және мақсатты қолдану үшін қолайлы поляризацияны қамтамасыз ететін спектрдің әртүрлі бөліктеріне жарамды.
Ұсынылатын өнімдер:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Параметрлер | Типтік | Бірліктер |
| Жиілік диапазоны | 20-30 | ГГц |
| Табыс | 15 Түр. | dBi |
| VSWR | 1.3 Түр. | |
| Поляризация | Қосарлы Сызықтық | |
| Cross Pol.Оқшаулау | 60 Түр. | dB |
| Портты оқшаулау | 70 Түр. | dB |
| Қосқыш | SMA-Fеркек | |
| Материал | Al | |
| Аяқтау | Бояу | |
| Өлшем(L*W*H) | 83,9*39,6*69,4(±5) | mm |
| Салмағы | 0,074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Элемент | Техникалық сипаттама | Бірлік |
| Жиілік диапазоны | 1-18 | ГГц |
| Табыс | 10 Түр. | dBi |
| VSWR | 1.5 Тип. | |
| Поляризация | Сызықтық | |
| Cross Po.Оқшаулау | 30 Түр. | dB |
| Қосқыш | SMA-әйел | |
| Аяқтау | Pемес | |
| Материал | Al | |
| Өлшем(L*W*H) | 182,4*185,1*116,6(±5) | mm |
| Салмағы | 0,603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Параметрлер | Типтік | Бірліктер |
| Жиілік диапазоны | 2-18 | ГГц |
| Табыс | 15 Түр. | dBi |
| VSWR | 1.5 Тип. |
|
| Поляризация | Қосарлы Сызықтық |
|
| Cross Pol.Оқшаулау | 40 | dB |
| Портты оқшаулау | 40 | dB |
| Қосқыш | SMA-F |
|
| Беттік өңдеу | Pемес |
|
| Өлшем(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Салмағы | 0,945 | kg |
| Материал | Al |
|
| Жұмыс температурасы | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Параметрлер | Типтік | Бірліктер |
| Жиілік диапазоны | 93-95 | ГГц |
| Табыс | 22 Түр. | dBi |
| VSWR | 1.3 Түр. |
|
| Поляризация | Қосарлы Сызықтық |
|
| Cross Pol.Оқшаулау | 60 Түр. | dB |
| Портты оқшаулау | 67 Түр. | dB |
| Қосқыш | WR10 |
|
| Материал | Cu |
|
| Аяқтау | Алтын |
|
| Өлшем(L*W*H) | 69,3*19,1*21,2 (±5) | mm |
| Салмағы | 0,015 | kg |
Жіберу уақыты: 11 сәуір 2024 ж
