Elektronik mühendisleri, antenlerin Maxwell denklemleriyle tanımlanan elektromanyetik (EM) enerji dalgaları biçiminde sinyaller gönderip aldığını biliyorlar.Pek çok konuda olduğu gibi, bu denklemler ve elektromanyetizmanın yayılma özellikleri, nispeten niteliksel terimlerden karmaşık denklemlere kadar farklı düzeylerde incelenebilir.
Elektromanyetik enerji yayılımının birçok yönü vardır; bunlardan biri, uygulamalarda ve anten tasarımlarında değişen derecelerde etki veya endişe yaratabilen polarizasyondur.Polarizasyonun temel prensipleri, RF/kablosuz, optik enerji de dahil olmak üzere tüm elektromanyetik radyasyona uygulanır ve sıklıkla optik uygulamalarda kullanılır.
Anten polarizasyonu nedir?
Polarizasyonu anlamadan önce elektromanyetik dalgaların temel prensiplerini anlamalıyız.Bu dalgalar elektrik alanlarından (E alanları) ve manyetik alanlardan (H alanları) oluşur ve tek yönde hareket eder.E ve H alanları birbirine ve düzlem dalga yayılma yönüne diktir.
Polarizasyon, sinyal vericinin perspektifinden E-alan düzlemini ifade eder: yatay polarizasyon için, elektrik alanı yatay düzlemde yanlara doğru hareket eder, dikey polarizasyon için ise elektrik alanı dikey düzlemde yukarı ve aşağı salınır.( Şekil 1).
Şekil 1: Elektromanyetik enerji dalgaları karşılıklı dik E ve H alan bileşenlerinden oluşur
Doğrusal polarizasyon ve dairesel polarizasyon
Polarizasyon modları aşağıdakileri içerir:
Temel doğrusal polarizasyonda, iki olası polarizasyon birbirine diktir (Şekil 2).Teorik olarak, yatay olarak polarize edilmiş bir alıcı anten, her ikisi de aynı frekansta çalışsa bile, dikey olarak polarize edilmiş bir antenden gelen sinyali "görmeyecektir" ve bunun tersi de geçerlidir.Ne kadar iyi hizalanırlarsa o kadar çok sinyal yakalanır ve polarizasyonlar eşleştiğinde enerji aktarımı en üst düzeye çıkarılır.
Şekil 2: Doğrusal polarizasyon birbirine dik iki polarizasyon seçeneği sunar
Antenin eğik polarizasyonu bir tür doğrusal polarizasyondur.Temel yatay ve dikey kutuplaşma gibi, bu kutuplaşma da yalnızca karasal ortamda anlamlıdır.Eğik polarizasyon yatay referans düzlemine ±45 derecelik bir açıdadır.Bu aslında doğrusal polarizasyonun başka bir biçimi olsa da, "doğrusal" terimi genellikle yalnızca yatay veya dikey olarak polarize edilmiş antenleri ifade eder.
Bazı kayıplara rağmen, çapraz anten tarafından gönderilen (veya alınan) sinyaller yalnızca yatay veya dikey polarize antenlerle mümkündür.Eğik polarize antenler, bir veya her iki antenin polarizasyonunun bilinmediği veya kullanım sırasında değiştiği durumlarda kullanışlıdır.
Dairesel polarizasyon (CP), doğrusal polarizasyondan daha karmaşıktır.Bu modda, E alan vektörü tarafından temsil edilen polarizasyon, sinyal ilerledikçe döner.Sağa döndürüldüğünde (vericiden bakıldığında), dairesel polarizasyona sağ el dairesel polarizasyonu (RHCP) adı verilir;sola döndürüldüğünde, sola dönük dairesel polarizasyon (LHCP) (Şekil 3)
Şekil 3: Dairesel polarizasyonda, bir elektromanyetik dalganın E alan vektörü döner;bu dönüş sağ el veya sol el ile yapılabilir
Bir CP sinyali, faz dışı olan iki dik dalgadan oluşur.Bir CP sinyali oluşturmak için üç koşul gereklidir.E alanı iki dik bileşenden oluşmalıdır;iki bileşenin faz farkı 90 derece ve genliği eşit olmalıdır.CP üretmenin basit bir yolu sarmal anten kullanmaktır.
Eliptik polarizasyon (EP), bir CP türüdür.Eliptik olarak polarize edilmiş dalgalar, CP dalgaları gibi iki doğrusal polarize dalganın ürettiği kazançtır.Eşit olmayan genliklere sahip, karşılıklı olarak dik, doğrusal olarak polarize edilmiş iki dalga birleştirildiğinde, eliptik olarak polarize edilmiş bir dalga üretilir.
Antenler arasındaki polarizasyon uyumsuzluğu, polarizasyon kayıp faktörü (PLF) ile tanımlanır.Bu parametre desibel (dB) cinsinden ifade edilir ve verici ve alıcı antenler arasındaki polarizasyon açısı farkının bir fonksiyonudur.Teorik olarak PLF, mükemmel şekilde hizalanmış bir anten için 0 dB'den (kayıp yok) mükemmel bir dik anten için sonsuz dB'ye (sonsuz kayıp) kadar değişebilir.
Ancak gerçekte polarizasyonun hizalanması (veya yanlış hizalanması) mükemmel değildir çünkü antenin mekanik konumu, kullanıcı davranışı, kanal bozulması, çok yollu yansımalar ve diğer olaylar iletilen elektromanyetik alanda bir miktar açısal bozulmaya neden olabilir.Başlangıçta, ortogonal polarizasyondan 10 - 30 dB veya daha fazla sinyal çapraz polarizasyon "sızıntısı" olacaktır; bu, bazı durumlarda istenen sinyalin geri kazanılmasına müdahale etmek için yeterli olabilir.
Bunun aksine, ideal polarizasyona sahip iki hizalanmış anten için gerçek PLF, koşullara bağlı olarak 10 dB, 20 dB veya daha fazla olabilir ve sinyalin kurtarılmasını engelleyebilir.Başka bir deyişle, istenmeyen çapraz polarizasyon ve PLF, istenen sinyale müdahale ederek veya istenen sinyal gücünü azaltarak her iki şekilde de çalışabilir.
Kutuplaşmayı neden önemsiyoruz?
Polarizasyon iki şekilde çalışır: iki anten ne kadar hizalı olursa ve aynı polarizasyona sahip olursa, alınan sinyalin gücü o kadar iyi olur.Tersine, zayıf polarizasyon hizalaması, amaçlanan veya tatmin olmayan alıcıların ilgilenilen sinyali yeterince yakalamasını zorlaştırır.Çoğu durumda "kanal" iletilen polarizasyonu bozar veya antenlerden biri veya her ikisi de sabit bir statik yönde değildir.
Hangi polarizasyonun kullanılacağı seçimi genellikle kurulum veya atmosfer koşullarına göre belirlenir.Örneğin, yatay olarak polarize edilmiş bir anten, tavana yakın monte edildiğinde daha iyi performans gösterecek ve polarizasyonunu koruyacaktır;tersine, dikey olarak polarize edilmiş bir anten, bir yan duvara yakın monte edildiğinde daha iyi performans gösterecek ve polarizasyon performansını koruyacaktır.
Yaygın olarak kullanılan çift kutuplu anten (düz veya katlanmış), "normal" montaj yönünde yatay olarak polarize edilir (Şekil 4) ve gerektiğinde dikey polarizasyon sağlamak veya tercih edilen bir polarizasyon modunu desteklemek için sıklıkla 90 derece döndürülür (Şekil 5).
Şekil 4: Yatay polarizasyonu sağlamak için çift kutuplu bir anten genellikle direğine yatay olarak monte edilir.
Şekil 5: Dikey polarizasyon gerektiren uygulamalar için çift kutuplu anten, antenin yakalandığı yere uygun şekilde monte edilebilir.
Dikey polarizasyon, ilk müdahale ekipleri tarafından kullanılanlar gibi el tipi mobil radyolar için yaygın olarak kullanılır, çünkü birçok dikey polarize radyo anteni tasarımı aynı zamanda çok yönlü bir radyasyon modeli sağlar.Dolayısıyla radyonun ve antenin yönü değişse bile bu tür antenlerin yeniden yönlendirilmesine gerek yoktur.
3 - 30 MHz yüksek frekanslı (HF) frekanslı antenler tipik olarak braketler arasında yatay olarak bir araya getirilen basit uzun kablolardan oluşur.Uzunluğu dalga boyu (10 - 100 m) tarafından belirlenir.Bu tip anten doğal olarak yatay olarak polarizedir.
Bu banttan "yüksek frekans" olarak bahsetmenin onlarca yıl önce, 30 MHz'in gerçekten yüksek frekans olduğu dönemde başladığını belirtmekte fayda var.Bu tanım artık güncelliğini kaybetmiş gibi görünse de, Uluslararası Telekomünikasyon Birliği'nin resmi bir tanımlamasıdır ve hala yaygın olarak kullanılmaktadır.
Tercih edilen polarizasyon iki şekilde belirlenebilir: ya 300 kHz - 3 MHz orta dalga (MW) bandını kullanan yayın ekipmanı tarafından daha güçlü kısa menzilli sinyalleme için yer dalgaları kullanılarak ya da iyonosfer Bağlantısı boyunca daha uzun mesafeler için gökyüzü dalgaları kullanılarak.Genel olarak konuşursak, dikey polarize antenler daha iyi yer dalgası yayılımına sahipken, yatay polarize antenler daha iyi gökyüzü dalgası performansına sahiptir.
Dairesel polarizasyon uydular için yaygın olarak kullanılmaktadır çünkü uydunun yer istasyonlarına ve diğer uydulara göre yönelimi sürekli değişmektedir.Verici ve alıcı antenler arasındaki verimlilik, her ikisi de dairesel polarize olduğunda en yüksektir, ancak polarizasyon kayıp faktörü olmasına rağmen, CP antenleriyle doğrusal polarize antenler kullanılabilir.
5G sistemleri için polarizasyon da önemlidir.Bazı 5G çoklu giriş/çok çıkışlı (MIMO) anten dizileri, mevcut spektrumu daha verimli bir şekilde kullanmak için polarizasyonu kullanarak daha fazla verim elde eder.Bu, farklı sinyal polarizasyonlarının ve antenlerin uzaysal çoğullamasının (uzay çeşitliliği) bir kombinasyonu kullanılarak elde edilir.
Sistem iki veri akışını iletebilir çünkü veri akışları bağımsız dik polarize antenlerle bağlanır ve bağımsız olarak kurtarılabilir.Yol ve kanal bozulması, yansımalar, çoklu yol ve diğer kusurlar nedeniyle bir miktar çapraz polarizasyon mevcut olsa bile, alıcı her bir orijinal sinyali kurtarmak için karmaşık algoritmalar kullanır, bu da düşük bit hata oranlarına (BER) ve sonuçta gelişmiş spektrum Kullanımına neden olur.
Sonuç olarak
Polarizasyon, sıklıkla gözden kaçırılan önemli bir anten özelliğidir.Doğrusal (yatay ve dikey dahil) polarizasyon, eğik polarizasyon, dairesel polarizasyon ve eliptik polarizasyon farklı uygulamalar için kullanılır.Bir antenin elde edebileceği uçtan uca RF performansı aralığı, antenin göreceli yönüne ve hizalamasına bağlıdır.Standart antenler farklı polarizasyonlara sahiptir ve hedef uygulama için tercih edilen polarizasyonu sağlayarak spektrumun farklı bölümlerine uygundur.
Önerilen Ürünler:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parametreler | Tipik | Birimler |
| Frekans aralığı | 20-30 | GHz |
| Kazanmak | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tip. | |
| Polarizasyon | Çift Doğrusal | |
| Çapraz Pol.İzolasyon | 60 Tip. | dB |
| Liman İzolasyonu | 70 Tip. | dB |
| Bağlayıcı | SMA-Female | |
| Malzeme | Al | |
| Bitiricilik | Boyamak | |
| Boyut(U*G*Y) | 83,9*39,6*69,4(±5) | mm |
| Ağırlık | 0,074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Öğe | Şartname | Birim |
| Frekans aralığı | 1-18 | GHz |
| Kazanmak | 10 Tip. | dBi |
| VSWR | 1,5 Tip. | |
| Polarizasyon | Doğrusal | |
| Çapraz Po.İzolasyon | 30 Tip. | dB |
| Bağlayıcı | SMA-Dişi | |
| Bitiricilik | Pdeğil | |
| Malzeme | Al | |
| Boyut(U*G*Y) | 182,4*185,1*116,6(±5) | mm |
| Ağırlık | 0,603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Parametreler | Tipik | Birimler |
| Frekans aralığı | 2-18 | GHz |
| Kazanmak | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1,5 Tip. |
|
| Polarizasyon | Çift Doğrusal |
|
| Çapraz Pol.İzolasyon | 40 | dB |
| Liman İzolasyonu | 40 | dB |
| Bağlayıcı | SMA-F |
|
| Yüzey İşlem | Pdeğil |
|
| Boyut(U*G*Y) | 276*147*147(±5) | mm |
| Ağırlık | 0,945 | kg |
| Malzeme | Al |
|
| Çalışma sıcaklığı | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parametreler | Tipik | Birimler |
| Frekans aralığı | 93-95 | GHz |
| Kazanmak | 22 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tip. |
|
| Polarizasyon | Çift Doğrusal |
|
| Çapraz Pol.İzolasyon | 60 Tip. | dB |
| Liman İzolasyonu | 67 Tip. | dB |
| Bağlayıcı | WR10 |
|
| Malzeme | Cu |
|
| Bitiricilik | Altın |
|
| Boyut(U*G*Y) | 69,3*19,1*21,2 (±5) | mm |
| Ağırlık | 0,015 | kg |
Gönderim zamanı: Nis-11-2024
