Ingeniari elektronikoek badakite antenek Maxwell-en ekuazioek deskribatutako energia elektromagnetikoko (EM) uhinen forman seinaleak bidaltzen eta jasotzen dituztela.Gai askotan bezala, ekuazio hauek, eta hedapena, elektromagnetismoaren propietateak, maila ezberdinetan azter daitezke, termino nahiko kualitatiboetatik hasi eta ekuazio konplexuetaraino.
Energia elektromagnetikoen hedapenaren alderdi asko daude, horietako bat polarizazioa, eta horrek eragin edo kezka maila desberdinak izan ditzake aplikazioetan eta haien antenen diseinuetan.Polarizazioaren oinarrizko printzipioak erradiazio elektromagnetiko guztietan aplikatzen dira, RF/haririk gabeko energia optikoa barne, eta aplikazio optikoetan erabili ohi dira.
Zer da antenen polarizazioa?
Polarizazioa ulertu baino lehen, uhin elektromagnetikoen oinarrizko printzipioak ulertu behar ditugu.Uhin hauek eremu elektrikoz (E eremuak) eta eremu magnetikoz (H eremuak) osatuta daude eta norabide batean mugitzen dira.E eta H eremuak elkarren eta uhin planoen hedapenaren noranzkoaren perpendikularrak dira.
Polarizazioa E-eremuaren planoari egiten zaio erreferentzia seinale-igorlearen ikuspegitik: polarizazio horizontalerako, eremu elektrikoa alboetara mugituko da plano horizontalean, eta polarizazio bertikalerako, berriz, eremu elektrikoa plano bertikalean gora eta behera oszilatuko da. 1. irudia).
1. Irudia: Energia elektromagnetikoko uhinak E eta H eremu perpendikularrez osatuta daude
Polarizazio lineala eta polarizazio zirkularra
Polarizazio moduak honako hauek dira:
Oinarrizko polarizazio linealean, bi polarizazio posibleak ortogonalak dira (perpendikularrak) elkarren artean (2. irudia).Teorian, horizontalki polarizatutako antena hartzaileak ez du "ikusiko" bertikalki polarizatutako antena batetik seinalerik eta alderantziz, biak maiztasun berean funtzionatzen badute ere.Zenbat eta hobeto lerrokatu, orduan eta seinale gehiago harrapatzen da eta energia-transferentzia maximizatzen da polarizazioak bat datozenean.
2. Irudia: Polarizazio linealak bi polarizazio aukera eskaintzen ditu elkarren arteko angelu zuzenetan
Antenaren polarizazio zeiharra polarizazio lineal mota bat da.Oinarrizko polarizazio horizontal eta bertikalean bezala, polarizazio honek lurreko ingurunean bakarrik du zentzua.Polarizazio zeiharra erreferentzia-plano horizontalarekiko ±45 graduko angeluan dago.Benetan polarizazio linealaren beste forma bat besterik ez den arren, "lineala" terminoak normalean polarizatutako antena horizontal edo bertikalki aipatzen ditu.
Galera batzuk izan arren, antena diagonal batek bidalitako (edo jasotako) seinaleak bideragarriak dira horizontalki edo bertikalki polarizatutako antenarekin soilik.Zeiharrez polarizatutako antenak erabilgarriak dira antena baten edo bien polarizazioa ezezaguna denean edo erabileran zehar aldatzen denean.
Polarizazio zirkularra (CP) polarizazio lineala baino konplexuagoa da.Modu honetan, E eremu bektoreak adierazten duen polarizazioa biratzen da seinalea hedatu ahala.Eskuinera biratzen denean (igorgailutik begira), polarizazio zirkularra eskuineko polarizazio zirkularra (RHCP) deitzen da;ezkerrera biratzen denean, ezkerreko polarizazio zirkularra (LHCP) (3. irudia)
3. Irudia: Polarizazio zirkularrean, uhin elektromagnetiko baten E eremu bektoreak biratzen du;biraketa hori eskuinekoa edo ezkerrekoa izan daiteke
CP seinalea fasez kanpo dauden bi uhin ortogonalez osatuta dago.Hiru baldintza behar dira CP seinalea sortzeko.E eremuak bi osagai ortogonal izan behar ditu;bi osagaiek 90 gradu desfasatu eta anplitude berdinean egon behar dute.CP sortzeko modu erraz bat antena helikoidala erabiltzea da.
Polarizazio eliptikoa (EP) CP mota bat da.Polarizazio eliptikoko uhinak linealki polarizatutako bi uhinek sortutako irabazia dira, CP uhinek bezala.Anplitude desberdineko bi uhin linealki polarizatuak elkarren artean perpendikularra konbinatzen direnean, eliptikoki polarizatutako uhin bat sortzen da.
Antenen arteko polarizazio desegokia polarizazio galera faktoreak (PLF) deskribatzen du.Parametro hau dezibeliotan (dB) adierazten da eta igorle eta hartzailearen antenen arteko polarizazio angeluaren diferentziaren funtzioa da.Teorian, PLF 0 dB-tik (galerarik gabe) guztiz lerrokatuta dagoen antena baterako dB infinituraino (galera mugagabea) izan daiteke antena guztiz ortogonal baterako.
Errealitatean, ordea, polarizazioaren lerrokadura (edo lerrokatzea desegokia) ez da perfektua, antenaren posizio mekanikoak, erabiltzailearen portaerak, kanalen distortsioak, bide anitzeko islak eta beste fenomeno batzuek transmititutako eremu elektromagnetikoaren angelu-distortsioren bat eragin dezaketelako.Hasieran, polarizazio ortogonaletik 10 - 30 dB edo gehiagoko seinaleen polarizazio gurutzatuaren "ihesa" izango da, kasu batzuetan nahikoa izan daiteke nahi den seinalearen berreskurapena oztopatzeko.
Aitzitik, polarizazio ideala duten lerrokaturiko bi antenen benetako PLFa 10 dB, 20 dB edo handiagoa izan daiteke, egoeraren arabera, eta seinalea berreskuratzea oztopatu dezake.Beste era batera esanda, nahi gabeko zeharkako polarizazioak eta PLFak bi modutan funtziona dezakete nahi den seinalea oztopatzen edo nahi den seinalearen indarra murriztuz.
Zergatik arduratu polarizazioa?
Polarizazioak bi modutan funtzionatzen du: zenbat eta bi antena lerrokatuago egon eta polarizazio bera izan, orduan eta indar handiagoa izango du jasotako seinaleak.Aitzitik, polarizazio-lerrokatze eskasak zailagoa egiten du hargailuek, nahita edo ase gabe, interesa duten seinale nahikoa harrapatzea.Kasu askotan, "kanalak" transmititutako polarizazioa desitxuratzen du, edo antena bat edo biak ez daude norabide estatiko finko batean.
Zein polarizazio erabili aukeratzea instalazioaren edo baldintza atmosferikoen araberakoa izan ohi da.Adibidez, horizontalki polarizatutako antena batek hobeto funtzionatuko du eta polarizazioa mantenduko du sabaitik gertu instalatzen denean;alderantziz, bertikalki polarizatutako antena batek hobeto funtzionatuko du eta bere polarizazio errendimendua mantenduko du alboko horma baten ondoan instalatzen denean.
Oso erabilia den dipolo antena (soinua edo tolestua) horizontalki polarizatuta dago bere muntatze-orientazio "normalean" (4. irudia) eta askotan 90 gradu biratzen da beharrezkoa denean polarizazio bertikala hartzeko edo hobetsitako polarizazio modua onartzeko (5. irudia).
4. Irudia: Antena dipolo bat bere mastan horizontalean muntatu ohi da polarizazio horizontala emateko
5. Irudia: Polarizazio bertikala behar duten aplikazioetarako, dipolo-antena horren arabera munta daiteke antena harrapatzen duen tokian.
Polarizazio bertikala eskuko irrati mugikorretarako erabiltzen da normalean, hala nola, lehen erantzungileek erabiltzen dituztenak, polarizazio bertikaleko irrati-antenen diseinu askok ere erradiazio-eredu omnidirekzionala ematen dutelako.Hori dela eta, horrelako antenek ez dute berriro orientatu behar irratiaren eta antenaren norabidea aldatu arren.
3 - 30 MHz-ko maiztasun handiko (HF) maiztasuneko antenak normalean parentesi artean horizontalean loturiko hari luze soil gisa eraikitzen dira.Bere luzera uhin-luzerak (10 - 100 m) zehazten du.Antena mota hau modu naturalean polarizatuta dago horizontalki.
Azpimarratzekoa da banda hau "maiztasun handiko" gisa aipatzen duela hamarkada batzuk hasi zirela, 30 MHz-a maiztasun handikoa zenean.Deskribapen hau gaur egun zaharkituta dagoela dirudien arren, Telekomunikazioen Nazioarteko Batasunaren izendapen ofiziala da eta oraindik asko erabiltzen da.
Polarizazio hobetsia bi modutara zehaztu daiteke: lurreko uhinak erabiliz, irrati-ekipamendu-ekipamenduek 300 kHz - 3 MHz uhin ertaineko (MW) banda erabiliz, edo zeruko uhinak erabiliz distantzia luzeagoetarako ionosferaren loturaren bidez.Orokorrean, polarizazio bertikaleko antenen uhinen hedapen hobea dute, eta horizontalki polarizatutako antenen zeruko uhinen errendimendu hobea.
Polarizazio zirkularra oso erabilia da sateliteetarako, satelitearen orientazioa lurreko estazioekiko eta beste sateliteekiko etengabe aldatzen ari delako.Igortzeko eta jasotzeko antenen arteko eraginkortasuna biak zirkularki polarizatuta daudenean da handiena, baina linealki polarizatutako antena CP antenekin erabil daitezke, polarizazio-galera faktorea dagoen arren.
Polarizazioa ere garrantzitsua da 5G sistemetarako.5G sarrera/irteera anitzeko (MIMO) antena-matrize batzuek errendimendu handiagoa lortzen dute polarizazioa erabiliz, eskuragarri dagoen espektroa modu eraginkorragoan erabiltzeko.Seinaleen polarizazio desberdinen eta antenen multiplexazio espazialaren konbinazioa erabiliz lortzen da (espazio aniztasuna).
Sistemak bi datu-korronte transmiti ditzake, datu-korronteak polarizatutako antena ortogonal independenteen bidez konektatuta daudelako eta modu independentean berreskuratu daitezkeelako.Nahiz eta zeharkako polarizazio batzuk existitzen diren bide- eta kanal-distortsioagatik, islak, bide anitzeko eta beste akats batzuengatik, hargailuak algoritmo sofistikatuak erabiltzen ditu jatorrizko seinale bakoitza berreskuratzeko, bit-errore-tasa baxuak (BER) eta, azken finean, espektroaren erabilera hobetzen duena.
Laburbilduz
Polarizazioa antenaren propietate garrantzitsu bat da, askotan ahaztu egiten dena.Polarizazio lineala (horizontala eta bertikala barne), polarizazio zeiharra, polarizazio zirkularra eta polarizazio eliptikoa aplikazio desberdinetarako erabiltzen dira.Antena batek lor dezakeen muturreko RF errendimenduaren gama bere orientazio eta lerrokatze erlatiboaren araberakoa da.Antena estandarrek polarizazio desberdinak dituzte eta espektroaren zati ezberdinetarako egokiak dira, xede-aplikaziorako hobetsitako polarizazioa eskainiz.
Gomendatutako produktuak:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parametroak | Tipikoa | Unitateak |
| Maiztasun barrutia | 20-30 | GHz |
| Irabazia | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tip. | |
| Polarizazioa | Bikoitza Lineala | |
| Gurutze Pol.Isolatze | 60 Tip. | dB |
| Portuko Isolamendua | 70 Tip. | dB |
| Konektorea | SMA-Female | |
| Materiala | Al | |
| Amaitzea | Margotu | |
| Tamaina(L*W*H) | 83,9*39,6*69,4(±5) | mm |
| Pisua | 0,074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Elementua | Zehaztapena | Unitatea |
| Maiztasun barrutia | 1-18 | GHz |
| Irabazia | 10 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tip. | |
| Polarizazioa | Lineala | |
| Gurutzea Po.Isolatze | 30 Tip. | dB |
| Konektorea | SMA-Emea | |
| Amaitzea | Pez | |
| Materiala | Al | |
| Tamaina(L*W*H) | 182,4*185,1*116,6(±5) | mm |
| Pisua | 0,603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Parametroak | Tipikoa | Unitateak |
| Maiztasun barrutia | 2-18 | GHz |
| Irabazia | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tip. |
|
| Polarizazioa | Bikoitza Lineala |
|
| Gurutze Pol.Isolatze | 40 | dB |
| Portuko Isolamendua | 40 | dB |
| Konektorea | SMA-F |
|
| Gainazalaren tratamendua | Pez |
|
| Tamaina(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Pisua | 0,945 | kg |
| Materiala | Al |
|
| Funtzionamendu-tenperatura | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parametroak | Tipikoa | Unitateak |
| Maiztasun barrutia | 93-95 | GHz |
| Irabazia | 22 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tip. |
|
| Polarizazioa | Bikoitza Lineala |
|
| Gurutze Pol.Isolatze | 60 Tip. | dB |
| Portuko Isolamendua | 67 Tip. | dB |
| Konektorea | WR10 |
|
| Materiala | Cu |
|
| Amaitzea | Urrezkoa |
|
| Tamaina(L*W*H) | 69,3*19,1*21,2 (±5) | mm |
| Pisua | 0,015 | kg |
Argitalpenaren ordua: 2024-04-11
