Mae peirianwyr electronig yn gwybod bod antenâu yn anfon ac yn derbyn signalau ar ffurf tonnau o egni electromagnetig (EM) a ddisgrifir gan hafaliadau Maxwell. Fel gyda llawer o bynciau, gellir astudio'r hafaliadau hyn, a lluosogiad, priodweddau electromagneteg, ar wahanol lefelau, o dermau cymharol ansoddol i hafaliadau cymhleth.
Mae yna lawer o agweddau ar ymlediad ynni electromagnetig, ac un ohonynt yw polareiddio, a all gael graddau amrywiol o effaith neu bryder mewn cymwysiadau a'u dyluniadau antena. Mae egwyddorion sylfaenol polareiddio yn berthnasol i bob ymbelydredd electromagnetig, gan gynnwys RF / diwifr, ynni optegol, ac fe'u defnyddir yn aml mewn cymwysiadau optegol.
Beth yw polareiddio antena?
Cyn deall polareiddio, rhaid inni ddeall yn gyntaf egwyddorion sylfaenol tonnau electromagnetig. Mae'r tonnau hyn yn cynnwys meysydd trydan (meysydd E) a meysydd magnetig (meysydd H) ac yn symud i un cyfeiriad. Mae'r meysydd E a H yn berpendicwlar i'w gilydd ac i gyfeiriad lledaeniad tonnau plân.
Mae polareiddio yn cyfeirio at yr awyren maes E o safbwynt y trosglwyddydd signal: ar gyfer polareiddio llorweddol, bydd y maes trydan yn symud i'r ochr yn y plân llorweddol, tra ar gyfer polareiddio fertigol, bydd y maes trydan yn pendilio i fyny ac i lawr yn yr awyren fertigol. ( ffigur 1).

Ffigur 1: Mae tonnau egni electromagnetig yn cynnwys cydrannau maes E a H sy'n berpendicwlar i'r ddwy ochr
Polareiddio llinol a polareiddio cylchol
Mae dulliau polareiddio yn cynnwys y canlynol:
Mewn polareiddio llinol sylfaenol, mae'r ddau polareiddio posibl yn orthogonal (perpendicwlar) i'w gilydd (Ffigur 2). Mewn theori, ni fydd antena derbyn wedi'i polareiddio'n llorweddol yn "gweld" signal o antena wedi'i begynu'n fertigol ac i'r gwrthwyneb, hyd yn oed os yw'r ddau yn gweithredu ar yr un amledd. Y gorau y cânt eu halinio, y mwyaf o signal sy'n cael ei ddal, a'r trosglwyddiad ynni mwyaf posibl pan fydd polareiddiadau yn cyd-fynd.

Ffigur 2: Mae polareiddio llinol yn darparu dau opsiwn polareiddio ar ongl sgwâr i'w gilydd
Mae polareiddio oblique yr antena yn fath o polareiddio llinol. Fel polareiddio llorweddol a fertigol sylfaenol, dim ond mewn amgylchedd daearol y mae'r polareiddio hwn yn gwneud synnwyr. Mae polareiddio lletraws ar ongl o ± 45 gradd i'r plân cyfeirio llorweddol. Er mai dim ond math arall o bolareiddio llinol yw hwn mewn gwirionedd, mae'r term "llinol" fel arfer yn cyfeirio at antenâu polareiddio llorweddol neu fertigol yn unig.
Er gwaethaf rhai colledion, mae signalau a anfonir (neu a dderbynnir) gan antena croeslin yn ymarferol gydag antenâu wedi'u polareiddio'n llorweddol neu'n fertigol yn unig. Mae antenâu sydd wedi'u polareiddio'n lletraws yn ddefnyddiol pan nad yw polareiddio un neu'r ddau antena yn hysbys neu'n newid yn ystod y defnydd.
Mae polareiddio cylchol (CP) yn fwy cymhleth na polareiddio llinol. Yn y modd hwn, mae'r polareiddio a gynrychiolir gan fector maes E yn cylchdroi wrth i'r signal luosogi. Pan gaiff ei gylchdroi i'r dde (gan edrych allan o'r trosglwyddydd), gelwir polareiddio cylchol yn polareiddio cylchol ar y dde (RHCP); pan gaiff ei gylchdroi i'r chwith, polareiddio crwn ar y chwith (LHCP) (Ffigur 3)

Ffigur 3: Mewn polareiddio cylchol, mae fector maes E o don electromagnetig yn cylchdroi; gall y cylchdro hwn fod yn llaw dde neu'n llaw chwith
Mae signal CP yn cynnwys dwy don orthogonal sydd allan o gyfnod. Mae angen tri chyflwr i gynhyrchu signal CP. Rhaid i faes E gynnwys dwy gydran orthogonol; rhaid i'r ddwy gydran fod 90 gradd allan o'r cyfnod ac yn gyfartal o ran osgled. Ffordd syml o gynhyrchu CP yw defnyddio antena helical.
Mae polareiddio eliptig (EP) yn fath o CP. Tonnau wedi'u polareiddio'n eliptig yw'r cynnydd a gynhyrchir gan ddwy don wedi'u polareiddio'n llinol, fel tonnau CP. Pan gyfunir dwy don polariaidd linellol berpendicwlar sydd ag osgled anghyfartal, cynhyrchir ton polariaidd eliptig.
Disgrifir y diffyg cyfatebiaeth polareiddio rhwng antenâu gan y ffactor colled polareiddio (PLF). Mynegir y paramedr hwn mewn desibelau (dB) ac mae'n swyddogaeth o'r gwahaniaeth mewn ongl polareiddio rhwng yr antenâu trosglwyddo a derbyn. Yn ddamcaniaethol, gall y PLF amrywio o 0 dB (dim colled) ar gyfer antena wedi'i alinio'n berffaith i dB anfeidrol (colled anfeidrol) ar gyfer antena berffaith orthogonal.
Mewn gwirionedd, fodd bynnag, nid yw aliniad (neu gamaliniad) polareiddio yn berffaith oherwydd gall lleoliad mecanyddol yr antena, ymddygiad defnyddwyr, ystumiad sianel, adlewyrchiadau aml-lwybr, a ffenomenau eraill achosi rhywfaint o afluniad onglog o'r maes electromagnetig a drosglwyddir. I ddechrau, bydd 10 - 30 dB neu fwy o "gollyngiad" traws-begynol signal o'r polareiddio orthogonal, a allai fod yn ddigon mewn rhai achosion i ymyrryd ag adferiad y signal a ddymunir.
Mewn cyferbyniad, gall y PLF gwirioneddol ar gyfer dau antena wedi'u halinio â polareiddio delfrydol fod yn 10 dB, 20 dB, neu fwy, yn dibynnu ar yr amgylchiadau, a gall rwystro adferiad signal. Mewn geiriau eraill, gall croes-begynu anfwriadol a PLF weithio'r ddwy ffordd trwy ymyrryd â'r signal a ddymunir neu leihau cryfder y signal a ddymunir.
Pam poeni am polareiddio?
Mae polareiddio yn gweithio mewn dwy ffordd: po fwyaf aliniad yw dau antena ac sydd â'r un polareiddio, y gorau yw cryfder y signal a dderbynnir. I'r gwrthwyneb, mae aliniad polareiddio gwael yn ei gwneud hi'n anoddach i dderbynyddion, naill ai'n fwriadedig neu'n anfodlon, ddal digon o'r signal o ddiddordeb. Mewn llawer o achosion, mae'r "sianel" yn ystumio'r polareiddio a drosglwyddir, neu nid yw un neu'r ddau antena mewn cyfeiriad sefydlog sefydlog.
Mae'r dewis o ba polareiddio i'w ddefnyddio fel arfer yn cael ei bennu gan yr amodau gosod neu atmosfferig. Er enghraifft, bydd antena wedi'i polareiddio'n llorweddol yn perfformio'n well ac yn cynnal ei polareiddio pan gaiff ei osod ger y nenfwd; i'r gwrthwyneb, bydd antena polariaidd fertigol yn perfformio'n well ac yn cynnal ei berfformiad polareiddio wrth ei osod ger wal ochr.
Mae'r antena deupol a ddefnyddir yn eang (plaen neu blygu) wedi'i polareiddio'n llorweddol yn ei gyfeiriadedd mowntio "normal" (Ffigur 4) ac yn aml mae'n cael ei gylchdroi 90 gradd i ragdybio polareiddio fertigol pan fo angen neu i gefnogi dull polareiddio dewisol (Ffigur 5).

Ffigur 4: Mae antena deupol fel arfer yn cael ei osod yn llorweddol ar ei fast i ddarparu polareiddio llorweddol

Ffigur 5: Ar gyfer ceisiadau sydd angen polareiddio fertigol, gellir gosod yr antena deupol yn unol â hynny lle mae'r antena yn dal
Defnyddir polareiddio fertigol yn gyffredin ar gyfer radios symudol llaw, fel y rhai a ddefnyddir gan ymatebwyr cyntaf, oherwydd mae llawer o ddyluniadau antena radio wedi'u polareiddio'n fertigol hefyd yn darparu patrwm ymbelydredd omnidirectional. Felly, nid oes rhaid i antenâu o'r fath gael eu hailgyfeirio hyd yn oed os yw cyfeiriad y radio a'r antena yn newid.
Mae antenâu amledd uchel 3 - 30 MHz (HF) fel arfer yn cael eu hadeiladu fel gwifrau hir syml wedi'u cysylltu'n llorweddol rhwng cromfachau. Mae ei hyd yn cael ei bennu gan y donfedd (10 - 100 m). Mae'r math hwn o antena wedi'i begynu'n llorweddol yn naturiol.
Mae'n werth nodi bod cyfeirio at y band hwn fel "amledd uchel" wedi dechrau ddegawdau yn ôl, pan oedd 30 MHz yn wir amledd uchel. Er ei bod yn ymddangos bod y disgrifiad hwn bellach yn hen ffasiwn, mae'n ddynodiad swyddogol gan yr Undeb Telathrebu Rhyngwladol ac yn dal i gael ei ddefnyddio'n helaeth.
Gellir pennu'r polareiddio a ffefrir mewn dwy ffordd: naill ai defnyddio tonnau daear ar gyfer signalau amrediad byr cryfach gan offer darlledu gan ddefnyddio'r band tonnau canolig (MW) 300 kHz - 3 MHz, neu ddefnyddio tonnau awyr am bellteroedd hirach trwy'r Cyswllt ionosffer. A siarad yn gyffredinol, mae gan antenâu wedi'u polareiddio'n fertigol well ymlediad tonnau daear, tra bod gan antenâu wedi'u polareiddio'n llorweddol berfformiad tonnau awyr gwell.
Defnyddir polareiddio cylchol yn eang ar gyfer lloerennau oherwydd bod cyfeiriadedd y lloeren o'i gymharu â gorsafoedd daear a lloerennau eraill yn newid yn gyson. Mae effeithlonrwydd rhwng antenâu trosglwyddo a derbyn ar ei fwyaf pan fydd y ddau wedi'u polareiddio'n gylchol, ond gellir defnyddio antenâu polariaidd llinol gydag antenâu CP, er bod yna ffactor colled polareiddio.
Mae polareiddio hefyd yn bwysig ar gyfer systemau 5G. Mae rhai araeau antena mewnbwn lluosog/lluosog (MIMO) 5G yn cyflawni mwy o fewnbwn trwy ddefnyddio polareiddio i ddefnyddio'r sbectrwm sydd ar gael yn fwy effeithlon. Cyflawnir hyn trwy ddefnyddio cyfuniad o wahanol belariadau signal ac amlblecsio gofodol yr antenâu (amrywiaeth gofod).
Gall y system drosglwyddo dwy ffrwd ddata oherwydd bod y ffrydiau data wedi'u cysylltu gan antenâu polariaidd orthogonol annibynnol a gellir eu hadfer yn annibynnol. Hyd yn oed os oes rhywfaint o groesbegynu yn bodoli oherwydd afluniad llwybr a sianel, adlewyrchiadau, aml-lwybr, ac amherffeithrwydd eraill, mae'r derbynnydd yn defnyddio algorithmau soffistigedig i adennill pob signal gwreiddiol, gan arwain at gyfraddau gwall didau isel (BER) ac yn y pen draw gwell Defnydd o sbectrwm.
i gloi
Mae polareiddio yn eiddo antena pwysig sy'n aml yn cael ei anwybyddu. Defnyddir polareiddio llinellol (gan gynnwys llorweddol a fertigol), polareiddio arosgo, polareiddio cylchol a polareiddio eliptig ar gyfer gwahanol gymwysiadau. Mae'r ystod o berfformiad RF o'r dechrau i'r diwedd y gall antena ei gyflawni yn dibynnu ar ei gyfeiriadedd a'i aliniad cymharol. Mae gan antenâu safonol polareiddio gwahanol ac maent yn addas ar gyfer gwahanol rannau o'r sbectrwm, gan ddarparu'r polareiddio a ffefrir ar gyfer y cais targed.
Cynhyrchion a Argymhellir:
RM-DPHA2030-15 | ||
Paramedrau | Nodweddiadol | Unedau |
Amrediad Amrediad | 20-30 | GHz |
Ennill | 15 Teip. | dBi |
VSWR | 1.3 Teip. | |
Pegynu | Deuol Llinol | |
Croes Pol. Ynysu | 60 Teip. | dB |
Ynysu Porthladd | 70 Teip. | dB |
Cysylltydd | SMA-Fgwryw | |
Deunydd | Al | |
Gorffen | Paent | |
Maint(L*W*H) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
Pwysau | 0.074 | kg |
RM-BDHA118-10 | ||
Eitem | Manyleb | Uned |
Amrediad Amrediad | 1-18 | GHz |
Ennill | 10 Teip. | dBi |
VSWR | 1.5 Teip. | |
Pegynu | Llinol | |
Croes Po. Ynysu | 30 Teip. | dB |
Cysylltydd | SMA-Benyw | |
Gorffen | Pddim | |
Deunydd | Al | |
Maint(L*W*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
Pwysau | 0.603 | kg |
RM-CDPHA218-15 | ||
Paramedrau | Nodweddiadol | Unedau |
Amrediad Amrediad | 2-18 | GHz |
Ennill | 15 Teip. | dBi |
VSWR | 1.5 Teip. |
|
Pegynu | Deuol Llinol |
|
Croes Pol. Ynysu | 40 | dB |
Ynysu Porthladd | 40 | dB |
Cysylltydd | SMA-F |
|
Triniaeth Wyneb | Pddim |
|
Maint(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
Pwysau | 0. 945 | kg |
Deunydd | Al |
|
Tymheredd Gweithredu | -40-+85 | °C |
RM-BDPHA9395-22 | ||
Paramedrau | Nodweddiadol | Unedau |
Amrediad Amrediad | 93-95 | GHz |
Ennill | 22 Teip. | dBi |
VSWR | 1.3 Teip. |
|
Pegynu | Deuol Llinol |
|
Croes Pol. Ynysu | 60 Teip. | dB |
Ynysu Porthladd | 67 Teip. | dB |
Cysylltydd | WR10 |
|
Deunydd | Cu |
|
Gorffen | Euraidd |
|
Maint(L*W*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
Pwysau | 0.015 | kg |
Amser postio: Ebrill-11-2024