Nahibal-an sa mga inhenyero sa elektroniko nga ang mga antenna nagpadala ug nakadawat mga signal sa dagway sa mga balud sa electromagnetic (EM) nga enerhiya nga gihulagway sa mga equation ni Maxwell.Sama sa daghang mga hilisgutan, kini nga mga equation, ug ang pagpalapad, mga kabtangan sa electromagnetism, mahimong tun-an sa lainlaing lebel, gikan sa medyo kwalitatibo nga mga termino hangtod sa komplikado nga mga equation.
Adunay daghang mga aspeto sa pagpalapad sa electromagnetic energy, usa niini mao ang polarization, nga mahimong adunay lain-laing ang-ang sa epekto o kabalaka sa mga aplikasyon ug sa ilang mga disenyo sa antenna.Ang sukaranang mga prinsipyo sa polarization magamit sa tanang electromagnetic radiation, lakip ang RF/wireless, optical energy, ug sagad gigamit sa optical applications.
Unsa ang antenna polarization?
Sa dili pa masabtan ang polarization, kinahanglan una natong masabtan ang sukaranang mga prinsipyo sa electromagnetic waves.Kini nga mga balud gilangkoban sa mga electric field (E fields) ug magnetic field (H fields) ug naglihok sa usa ka direksyon.Ang E ug H nga mga natad kay perpendicular sa usag usa ug sa direksyon sa plane wave propagation.
Ang polarization nagtumong sa E-field plane gikan sa panglantaw sa signal transmitter: alang sa pinahigda nga polarization, ang electric field molihok sa kilid sa horizontal plane, samtang alang sa vertical nga polarization, ang electric field mag-oscillate pataas ug paubos sa vertical nga eroplano.( hulagway 1).
Figure 1: Electromagnetic energy waves naglangkob sa mutually perpendicular E ug H field components
Linear polarization ug circular polarization
Ang polarization mode naglakip sa mosunod:
Sa batakang linear polarization, ang duha ka posibleng polarization mao ang orthogonal (perpendicular) sa usag usa (Figure 2).Sa teorya, ang usa ka pinahigda nga polarized nga pagdawat antenna dili "makakita" sa usa ka signal gikan sa usa ka bertikal nga polarized antenna ug vice versa, bisan kung ang duha naglihok sa parehas nga frequency.Ang mas maayo nga sila nahiuyon, mas daghang signal ang makuha, ug ang pagbalhin sa enerhiya ma-maximize kung ang mga polarisasyon magkatugma.
Figure 2: Linear polarization naghatag og duha ka polarization nga mga opsyon sa saktong mga anggulo sa usag usa
Ang oblique polarization sa antenna usa ka matang sa linear polarization.Sama sa sukaranan nga pinahigda ug bertikal nga polarisasyon, kini nga polarisasyon makatarunganon lamang sa usa ka terrestrial nga palibot.Ang oblique polarization anaa sa anggulo nga ± 45 degrees ngadto sa horizontal reference plane.Bisan kung kini usa ra ka porma sa linear polarization, ang termino nga "linear" sagad nga nagtumong lamang sa horizontally o vertically polarized antennas.
Bisan pa sa pipila ka mga pagkawala, ang mga signal nga gipadala (o nadawat) sa usa ka diagonal nga antenna mahimo nga adunay pinahigda o patindog nga polarized nga mga antenna.Ang obliquely polarized antennas mapuslanon kung ang polarization sa usa o pareho nga antenna wala mahibal-an o nagbag-o sa panahon sa paggamit.
Ang circular polarization (CP) mas komplikado kaysa linear polarization.Niini nga mode, ang polarization nga girepresentahan sa E field vector nagtuyok samtang ang signal nagpakaylap.Kung gituyok sa tuo (pagtan-aw gikan sa transmitter), ang circular polarization gitawag nga right-handed circular polarization (RHCP);kung gituyok sa wala, wala nga kamot nga circular polarization (LHCP) (Figure 3)
Figure 3: Sa circular polarization, ang E field vector sa usa ka electromagnetic wave nagtuyok;kini nga rotation mahimong tuo o wala
Ang CP signal naglangkob sa duha ka orthogonal waves nga wala sa hugna.Tulo ka kondisyon ang gikinahanglan aron makamugna og CP signal.Ang E field kinahanglang adunay duha ka orthogonal nga mga sangkap;ang duha ka mga sangkap kinahanglan nga 90 degrees gikan sa hugna ug managsama sa amplitude.Usa ka yano nga paagi aron makamugna ang CP mao ang paggamit sa usa ka helical antenna.
Ang Elliptical polarization (EP) usa ka matang sa CP.Ang mga Elliptically polarized nga mga balud mao ang ganansya nga gihimo sa duha ka linearly polarized nga mga balud, sama sa CP waves.Sa diha nga ang duha nga mutually perpendicular linearly polarized waves nga adunay dili patas nga amplitude ang gihiusa, usa ka elliptically polarized wave ang magama.
Ang polarization mismatch tali sa mga antenna gihulagway sa polarization loss factor (PLF).Kini nga parameter gipahayag sa decibels (dB) ug usa ka function sa kalainan sa polarization anggulo tali sa transmitting ug sa pagdawat antennas.Sa teoriya, ang PLF mahimong gikan sa 0 dB (walay pagkawala) alang sa usa ka hingpit nga aligned antenna ngadto sa walay kinutuban nga dB (walay katapusan nga pagkawala) alang sa usa ka hingpit nga orthogonal antenna.
Sa tinuud, bisan pa, ang pag-align (o misalignment) sa polarization dili perpekto tungod kay ang mekanikal nga posisyon sa antenna, pamatasan sa gumagamit, pagtuis sa channel, mga pagpamalandong sa multipath, ug uban pang mga panghitabo mahimong hinungdan sa pipila nga angular nga pagtuis sa gipasa nga electromagnetic field.Sa sinugdan, adunay 10 - 30 dB o labaw pa sa signal cross-polarization "leakage" gikan sa orthogonal polarization, nga sa pipila ka mga kaso mahimong igo nga makabalda sa pagbawi sa gitinguha nga signal.
Sa kasukwahi, ang aktuwal nga PLF alang sa duha ka aligned antennas nga adunay ideal nga polarization mahimong 10 dB, 20 dB, o mas dako pa, depende sa mga sirkumstansya, ug mahimong makababag sa pagbawi sa signal.Sa laing pagkasulti, ang wala tuyoa nga cross-polarization ug PLF mahimong molihok sa duha ka paagi pinaagi sa pagpanghilabot sa gitinguha nga signal o pagkunhod sa gitinguha nga kusog sa signal.
Nganong nabalaka bahin sa polarization?
Ang polarization naglihok sa duha ka mga paagi: ang labi ka gipahiangay nga duha ka antenna ug adunay parehas nga polariseysyon, mas maayo ang kusog sa nadawat nga signal.Sa kasukwahi, ang dili maayo nga pag-align sa polarization naghimo nga labi ka lisud alang sa mga tigdawat, gituyo o wala matagbaw, aron makuha ang igo nga signal sa interes.Sa daghang mga kaso, ang "channel" nagtuis sa gipasa nga polarization, o ang usa o pareho nga mga antenna wala sa usa ka pirmi nga static nga direksyon.
Ang pagpili kung unsang polarisasyon ang gamiton kasagaran gitino sa pag-instalar o mga kondisyon sa atmospera.Pananglitan, ang usa ka horizontally polarized antenna mohimo og mas maayo ug mamentinar ang polarization niini kon ma-install duol sa kisame;Sa kasukwahi, ang usa ka vertically polarized antenna mohimo og mas maayo ug magpadayon sa iyang polarization performance kon ma-install duol sa kilid nga bungbong.
Ang kaylap nga gigamit nga dipole antenna (plain o gipilo) gipahiangay nga polarized sa iyang "normal" nga mounting orientation (Figure 4) ug kanunay nga gituyok 90 degrees aron maangkon ang bertikal nga polarization kung gikinahanglan o aron suportahan ang usa ka gusto nga polarization mode (Figure 5).
Figure 4: Ang usa ka dipole antenna kasagarang gi-mount nga pinahigda sa palo niini aron mahatagan ang pinahigda nga polarization
Figure 5: Alang sa mga aplikasyon nga nanginahanglan bertikal nga polarization, ang dipole antenna mahimong i-mount kung diin ang antenna nakakuha.
Ang bertikal nga polarisasyon kasagarang gigamit alang sa mga handheld mobile radio, sama sa gigamit sa mga first responder, tungod kay daghang mga vertically polarized nga disenyo sa antenna sa radyo naghatag usab og omnidirectional radiation pattern.Busa, ang ingon nga mga antenna dili kinahanglan nga i-reorient bisan kung ang direksyon sa radyo ug antenna mausab.
Ang 3 - 30 MHz high frequency (HF) nga frequency antenna kasagarang gihimo isip yano nga taas nga mga alambre nga gidugtong nga pinahigda tali sa mga bracket.Ang gitas-on niini gitino pinaagi sa wavelength (10 - 100 m).Kini nga matang sa antenna natural nga pinahigda nga polarized.
Angay nga hinumdoman nga ang paghisgot niini nga banda nga "taas nga frequency" nagsugod mga dekada na ang milabay, kung ang 30 MHz sa tinuud taas nga frequency.Bisan kung kini nga paghulagway karon makita nga wala na sa panahon, kini usa ka opisyal nga ngalan sa International Telecommunications Union ug kaylap nga gigamit.
Ang gusto nga polarization mahimong matino sa duha ka paagi: bisan ang paggamit sa mga balod sa yuta alang sa mas lig-on nga mubo nga range nga pagsenyas pinaagi sa mga kagamitan sa pagsibya gamit ang 300 kHz - 3 MHz medium wave (MW) nga banda, o paggamit sa mga balud sa langit alang sa mas taas nga distansya pinaagi sa ionosphere Link.Sa kinatibuk-an, ang vertically polarized antennas adunay mas maayo nga ground wave propagation, samtang ang horizontally polarized antennas adunay mas maayo nga sky wave performance.
Ang circular polarization kaylap nga gigamit alang sa mga satellite tungod kay ang oryentasyon sa satellite kalabot sa mga ground station ug uban pang mga satellite kanunay nga nagbag-o.Ang kahusayan tali sa pagpadala ug pagdawat sa mga antenna labi ka dako kung ang duha circularly polarized, apan ang linearly polarized antennas mahimong magamit sa mga CP antenna, bisan kung adunay usa ka polarization loss factor.
Importante usab ang polarization alang sa 5G system.Ang ubang 5G multiple-input/multiple-output (MIMO) antenna arrays nakab-ot ang dugang nga throughput pinaagi sa paggamit sa polarization aron mas episyente nga magamit ang available nga spectrum.Nakab-ot kini gamit ang kombinasyon sa lainlaing mga polarisasyon sa signal ug spatial multiplexing sa mga antenna (pagkalainlain sa wanang).
Ang sistema makapadala ug duha ka data stream tungod kay ang data stream konektado sa independent orthogonally polarized antennas ug mahimong mabawi nga independente.Bisan kung adunay pipila nga cross-polarization tungod sa pagtuis sa agianan ug channel, mga pagpamalandong, multipath, ug uban pang mga pagkadili hingpit, ang tigdawat naggamit mga sopistikado nga mga algorithm aron mabawi ang matag orihinal nga signal, nga miresulta sa mubu nga mga rate sa sayup (BER) ug sa katapusan gipaayo ang paggamit sa spectrum.
sa konklusyon
Ang polarisasyon usa ka hinungdanon nga kabtangan sa antenna nga kanunay nga wala matagad.Ang linear (lakip ang horizontal ug vertical) polarization, oblique polarization, circular polarization ug elliptical polarization gigamit alang sa lain-laing mga aplikasyon.Ang han-ay sa end-to-end RF performance nga makab-ot sa usa ka antenna nagdepende sa paryente nga oryentasyon ug pag-align niini.Ang mga standard nga antenna adunay lainlaing mga polarisasyon ug angay alang sa lainlaing mga bahin sa spectrum, nga naghatag sa gusto nga polarisasyon alang sa target nga aplikasyon.
Girekomenda nga mga Produkto:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parameter | Kasagaran | Mga yunit |
| Sakup sa Kadaghanon | 20-30 | GHz |
| Nakaangkon | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tipo. | |
| Polarisasyon | Doble Linear | |
| Cross Pol.Paglain | 60 Tip. | dB |
| Pag-inusara sa Port | 70 Tip. | dB |
| Konektor | SMA-Fbabaye | |
| Materyal nga | Al | |
| Paghuman | Pintal | |
| Gidak-on(L*W*H) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| Gibug-aton | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| butang | Espesipikasyon | Yunit |
| Sakup sa Kadaghanon | 1-18 | GHz |
| Nakaangkon | 10 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tip. | |
| Polarisasyon | Linear | |
| Cross Po.Paglain | 30 Tip. | dB |
| Konektor | SMA-Babaye | |
| Paghuman | Pdili | |
| Materyal nga | Al | |
| Gidak-on(L*W*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| Gibug-aton | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Parameter | Kasagaran | Mga yunit |
| Sakup sa Kadaghanon | 2-18 | GHz |
| Nakaangkon | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tip. |
|
| Polarisasyon | Doble Linear |
|
| Cross Pol.Paglain | 40 | dB |
| Pag-inusara sa Port | 40 | dB |
| Konektor | SMA-F |
|
| Pagtambal sa nawong | Pdili |
|
| Gidak-on(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Gibug-aton | 0.945 | kg |
| Materyal nga | Al |
|
| Operating Temperatura | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parameter | Kasagaran | Mga yunit |
| Sakup sa Kadaghanon | 93-95 | GHz |
| Nakaangkon | 22 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tipo. |
|
| Polarisasyon | Doble Linear |
|
| Cross Pol.Paglain | 60 Tip. | dB |
| Pag-inusara sa Port | 67 Tip. | dB |
| Konektor | WR10 |
|
| Materyal nga | Cu |
|
| Paghuman | Bulawanon |
|
| Gidak-on(L*W*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| Gibug-aton | 0.015 | kg |
Oras sa pag-post: Abr-11-2024
