Polarizazioa antenen oinarrizko ezaugarrietako bat da. Lehenik eta behin uhin planoen polarizazioa ulertu behar dugu. Ondoren, antenen polarizazio mota nagusiak eztabaida ditzakegu.
polarizazio lineala
Uhin elektromagnetiko plano baten polarizazioa ulertzen hasiko gara.
Uhin elektromagnetiko planar batek (EM) hainbat ezaugarri ditu. Lehenengoa potentzia noranzko bakarrean doala (ez da eremurik aldatzen bi norabide ortogonaletan). Bigarrenik, eremu elektrikoa eta eremu magnetikoa elkarren artean perpendikularrak dira eta elkarren artean ortogonalak dira. Eremu elektrikoak eta magnetikoak uhin planoen hedapenaren norabidearekiko perpendikularrak dira. Adibide gisa, kontuan hartu (1) ekuazioak emandako maiztasun bakarreko eremu elektriko bat (E eremua). Eremu elektromagnetikoa +z norabidean doa. Eremu elektrikoa +x norabidean zuzentzen da. Eremu magnetikoa +y norabidean dago.
(1) ekuazioan, behatu idazkera: . Hau bektore unitario bat da (luzera bektore bat), eremu elektrikoaren puntua x norabidean dagoela dioena. Uhin planoa 1. irudian azaltzen da.
1. irudia. +z norabidean doan eremu elektrikoaren irudikapen grafikoa.
Polarizazioa eremu elektriko baten traza eta hedapen forma (ingera) da. Adibide gisa, kontuan hartu uhin planoko eremu elektrikoaren ekuazioa (1). Eremu elektrikoa (X,Y,Z) = (0,0,0) dagoen posizioa behatuko dugu denboraren arabera. Eremu honen anplitudea 2. irudian marraztuta dago, denboran zehar hainbat kasutan. Eremua "F" maiztasunean oszilatzen ari da.
2. irudia Behatu eremu elektrikoa (X, Y, Z) = (0,0,0) une ezberdinetan.
Eremu elektrikoa jatorrian behatzen da, anplitudean aurrera eta atzera oszilatuz. Eremu elektrikoa adierazitako x ardatzean dago beti. Eremu elektrikoa lerro bakarrean mantentzen denez, eremu hori linealki polarizatuta dagoela esan daiteke. Gainera, X ardatza lurrarekiko paraleloa bada, eremu hori horizontalki polarizatuta dagoela deskribatzen da. Eremua Y ardatzaren arabera orientatuta badago, uhina bertikalki polarizatuta dagoela esan daiteke.
Linealki polarizatutako uhinek ez dute zertan ardatz horizontal edo bertikalean zehar zuzendu. Esate baterako, 3. irudian erakusten den marra batean muga bat duen eremu elektrikoko uhin bat ere linealki polarizatuko litzateke.
3. irudia. Ibilbidea angelu bat duen linealki polarizatutako uhin baten eremu elektrikoaren anplitudea.
3. irudiko eremu elektrikoa (2) ekuazioaren bidez deskriba daiteke. Orain eremu elektrikoaren x eta y osagai bat dago. Bi osagaiak tamaina berdinak dira.
(2) ekuazioari buruz ohartu beharreko gauza bat bigarren faseko xy osagaia eta eremu elektronikoak dira. Horrek esan nahi du bi osagaiek anplitude berdina dutela uneoro.
polarizazio zirkularra
Orain demagun uhin plano baten eremu elektrikoa (3) ekuazioaren bidez ematen dela:
Kasu honetan, X eta Y elementuak 90 gradu desfasatzen dira. Eremua (X, Y, Z) = (0,0,0) bezala ikusten bada berriro ere lehen bezala, eremu elektrikoaren eta denboraren arteko kurba agertuko da behean 4. Irudian erakusten den moduan.
4. Irudia Eremu elektrikoaren indarra (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ domeinua. (3).
4. irudiko eremu elektrikoa zirkulu batean biratzen da. Eremu mota hau zirkularki polarizatutako uhin gisa deskribatzen da. Polarizazio zirkularra egiteko, irizpide hauek bete behar dira:
- Polarizazio zirkularrako estandarra
- Eremu elektrikoak bi osagai ortogonal (perpendikular) izan behar ditu.
- Eremu elektrikoaren osagai ortogonalek anplitude berdinak izan behar dituzte.
- Osagai koadraturak 90 gradu desfasatu behar dira.
Wave Figure 4 pantailan bidaiatzen baduzu, eremuaren biraketa erlojuaren noranzkoan eta eskuineko eskuma zirkularki polarizatuta dagoela esaten da (RHCP). Eremua erlojuaren orratzen noranzkoan biratzen bada, eremua ezkerreko polarizazio zirkularra (LHCP) izango da.
Polarizazio eliptikoa
Eremu elektrikoak bi osagai perpendikular baditu, 90 gradu desfasatu baina magnitude berekoak, eremua eliptikoki polarizatuko da. +z norabidean bidaiatzen duen uhin plano baten eremu elektrikoa kontuan hartuta, (4) ekuazioak deskribatzen duena:
Eremu elektrikoaren bektorearen puntak hartuko duen puntuaren tokia 5. irudian ematen da
5. Irudia. Polarizazio eliptikoko uhinen eremu elektrikoa. (4).
5. irudiko eremua, erlojuaren orratzen kontrako noranzkoan bidaiatuz, eskuineko eliptikoa izango litzateke pantailatik ateraz gero. Eremu elektrikoaren bektoreak kontrako noranzkoan biratzen badu, eremua ezkerreko eliptikoki polarizatuta egongo da.
Gainera, polarizazio eliptikoak bere eszentrikotasunari egiten dio erreferentzia. Ardatz nagusien eta txikien anplitudearen eszentrikotasunaren erlazioa. Adibidez, (4) ekuazioaren uhin-eszentrikotasuna 1/0,3= 3,33 da. Polarizazio eliptikoko uhinak ardatz nagusiaren norabidearen arabera deskribatzen dira. (4) uhin-ekuazioak batez ere x ardatzak osatutako ardatza du. Kontuan izan ardatz nagusia edozein lau angelutan egon daitekeela. Angelua ez da beharrezkoa X, Y edo Z ardatzera egokitzeko. Azkenik, kontuan izan behar da polarizazio zirkularra zein lineala polarizazio eliptikoko kasu bereziak direla. 1.0 eliptikoki polarizatutako uhin eszentrikoa polarizatutako uhin zirkularra da. Eliptikoki polarizatutako uhinak eszentrikotasun infinitua dutenak. Linealki polarizatutako uhinak.
Antenen polarizazioa
Orain polarizatutako uhin planoko eremu elektromagnetikoez jabetuta, antena baten polarizazioa besterik gabe definitzen da.
Antena Polarizazioa Antenen eremu urruneko ebaluazioa, ondoriozko eremu irradiatuaren polarizazioa. Hori dela eta, antenak "linealki polarizatuta" edo "eskuineko zirkularki polarizatutako antena" gisa agertzen dira.
Kontzeptu sinple hau garrantzitsua da antenen komunikazioetarako. Lehenik eta behin, horizontalki polarizatutako antena ez da bertikalki polarizatutako antena batekin komunikatuko. Elkarrekikotasunaren teorema dela eta, antena modu berean transmititzen eta jasotzen du. Hori dela eta, polarizatutako antenen bertikalki polarizatutako eremuak transmititzen eta jasotzen dituzte. Hori dela eta, polarizatutako horizontalki polarizatutako antena bertikalki transmititzen saiatzen bazara, ez da harrerarik izango.
Kasu orokorrean, bi antena linealki polarizatuta angelu batez biratzen diren elkarren artean ( ), polarizazio-desegokitze horren ondoriozko potentzia-galera polarizazio-galera-faktoreak (PLF) deskribatuko da:
Beraz, bi antenen polarizazio bera badute, haien elektroi-eremu erradiatuen arteko angelua nulua da eta ez dago potentzia galerarik polarizazio-desegokitzearen ondorioz. Antena bat bertikalki polarizatuta badago eta bestea horizontalki polarizatuta badago, angelua 90 gradukoa da, eta ez da potentziarik transferituko.
OHARRA: Telefonoa buruaren gainean hainbat angelutara mugitzeak harrera zergatik handitu daitekeen azaltzen du batzuetan. Telefono mugikorren antenak linealki polarizatuta egon ohi dira, beraz, telefonoa biratzea askotan telefonoaren polarizazioarekin bat etor daiteke, horrela harrera hobetuz.
Polarizazio zirkularra antena askoren ezaugarri desiragarria da. Bi antena zirkularki polarizatuta daude eta ez dute seinale galerarik jasaten polarizazio desegokiagatik. GPS sistemetan erabiltzen diren antenak eskuineko zirkular polarizatuta daude.
Orain demagun linealki polarizatutako antena batek zirkularki polarizatutako uhinak jasotzen dituela. Era berean, demagun polarizatutako antena linealki polarizatutako uhinak jasotzen saiatzen dela. Zein da ondoriozko polarizazio-galera faktorea?
Gogoratu polarizazio zirkularra benetan linealki polarizatutako bi uhin ortogonal direla, 90 gradu desfasatua. Hori dela eta, linealki polarizatutako (LP) antena batek polarizatu zirkularreko (CP) uhin-fasearen osagaia soilik jasoko du. Hori dela eta, LP antenak 0,5eko (-3dB) polarizazio desegokitze galera izango du. Hau egia da LP antena biratzen den edozein angelu ere. beraz:
Polarizazio-galera-faktorea polarizazio-eraginkortasuna, antena desegokitze faktorea edo antena harrera-faktore gisa aipatzen da batzuetan. Izen hauek guztiek kontzeptu berari egiten diote erreferentzia.
Argitalpenaren ordua: 2023-12-22
