Wahandisi wa kielektroniki wanajua kwamba antena hutuma na kupokea ishara kwa njia ya mawimbi ya nishati ya sumakuumeme (EM) inayoelezwa na milinganyo ya Maxwell.Kama ilivyo kwa mada nyingi, milinganyo hii, na uenezi, sifa za sumaku-umeme, zinaweza kuchunguzwa katika viwango tofauti, kutoka kwa istilahi za ubora hadi milinganyo changamano.
Kuna vipengele vingi vya uenezaji wa nishati ya sumakuumeme, mojawapo ikiwa ni ubaguzi, ambao unaweza kuwa na viwango tofauti vya athari au wasiwasi katika programu na miundo yao ya antena.Kanuni za msingi za ugawanyiko hutumika kwa mionzi yote ya sumakuumeme, ikijumuisha RF/isiyo na waya, nishati ya macho, na mara nyingi hutumiwa katika matumizi ya macho.
Ugawanyiko wa antenna ni nini?
Kabla ya kuelewa polarization, lazima kwanza tuelewe kanuni za msingi za mawimbi ya sumakuumeme.Mawimbi haya yanajumuisha mashamba ya umeme (mashamba E) na mashamba ya magnetic (H mashamba) na huenda kwa mwelekeo mmoja.Mashamba ya E na H ni perpendicular kwa kila mmoja na kwa mwelekeo wa uenezi wa wimbi la ndege.
Polarization inahusu ndege ya E-field kutoka kwa mtazamo wa transmitter ya ishara: kwa polarization ya usawa, uwanja wa umeme utahamia kando katika ndege ya usawa, wakati kwa polarization ya wima, uwanja wa umeme utazunguka juu na chini katika ndege ya wima.( sura 1).
Kielelezo cha 1: Mawimbi ya nishati ya sumakuumeme yanajumuisha sehemu za sehemu za E na H zinazofanana.
Ugawanyiko wa mstari na ubaguzi wa mviringo
Njia za polarization ni pamoja na zifuatazo:
Katika ubaguzi wa msingi wa mstari, polarizations mbili zinazowezekana ni za orthogonal (perpendicular) kwa kila mmoja (Mchoro 2).Kinadharia, antena ya kupokea iliyogawanywa kwa mlalo "haitaona" ishara kutoka kwa antena iliyogawanywa kiwima na kinyume chake, hata kama zote zitafanya kazi kwa masafa sawa.Kadiri zinavyopangwa vyema, ndivyo mawimbi zaidi yanavyonaswa, na uhamishaji wa nishati huimarishwa wakati polarizations inalingana.
Kielelezo cha 2: Ugawanyiko wa mstari hutoa chaguo mbili za ugawanyaji katika pembe za kulia kwa kila mmoja
Polarization ya oblique ya antenna ni aina ya polarization ya mstari.Kama vile ubaguzi wa kimsingi wa mlalo na wima, mgawanyiko huu unaleta maana katika mazingira ya nchi kavu.Polarization ya oblique iko kwenye pembe ya digrii ± 45 hadi ndege ya kumbukumbu ya usawa.Ingawa hii ni aina nyingine tu ya mgawanyiko wa mstari, neno "mstari" kawaida hurejelea tu antena zilizowekwa mlalo au wima.
Licha ya hasara fulani, mawimbi yanayotumwa (au kupokewa) na antena ya mshazari yanawezekana kwa kutumia antena zilizowekwa mlalo au wima pekee.Antena za polarized obliquely ni muhimu wakati polarization ya antena moja au zote mbili haijulikani au mabadiliko wakati wa matumizi.
Uchanganuzi wa mduara (CP) ni changamano zaidi kuliko ubaguzi wa mstari.Katika hali hii, ugawanyiko unaowakilishwa na vekta ya shamba la E huzunguka kama ishara inavyoenea.Inapozungushwa kulia (kutazama kutoka kwa kisambazaji), ugawanyiko wa mviringo huitwa polarization ya duara ya mkono wa kulia (RHCP);inapozungushwa kuelekea kushoto, mgawanyiko wa duara wa mkono wa kushoto (LHCP) (Mchoro 3)
Kielelezo cha 3: Katika mgawanyiko wa mviringo, vekta ya shamba ya E ya wimbi la sumakuumeme huzunguka;mzunguko huu unaweza kuwa wa mkono wa kulia au wa kushoto
Ishara ya CP ina mawimbi mawili ya orthogonal ambayo ni nje ya awamu.Masharti matatu yanahitajika ili kutoa ishara ya CP.Sehemu ya E lazima iwe na vipengele viwili vya orthogonal;vipengele viwili lazima viwe na digrii 90 nje ya awamu na sawa katika amplitude.Njia rahisi ya kutengeneza CP ni kutumia antenna ya helical.
Elliptical polarization (EP) ni aina ya CP.Mawimbi yaliyogawanyika kwa umbo la mviringo ni faida inayotolewa na mawimbi mawili yaliyogawanywa kwa mstari, kama vile mawimbi ya CP.Wakati mawimbi mawili ya polarized linearly perpendicular na amplitudes zisizo sawa yanapounganishwa, wimbi la polarized elliptically hutolewa.
Kutolingana kwa ubaguzi kati ya antena kunafafanuliwa na kipengele cha kupoteza polarization (PLF).Kigezo hiki kinaonyeshwa kwa decibels (dB) na ni kazi ya tofauti katika pembe ya polarization kati ya antena zinazopeleka na kupokea.Kinadharia, PLF inaweza kuanzia 0 dB (hakuna hasara) kwa antena iliyopangwa kikamilifu hadi dB isiyo na kikomo (hasara isiyo na kikomo) kwa antena ya orthogonal kikamilifu.
Hata hivyo, katika uhalisia, upangaji (au upangaji vibaya) wa ubaguzi si kamilifu kwa sababu nafasi ya kimitambo ya antena, tabia ya mtumiaji, upotoshaji wa chaneli, uakisi wa njia nyingi na matukio mengine yanaweza kusababisha upotoshaji wa angular wa uwanja wa sumakuumeme unaopitishwa.Hapo awali, kutakuwa na 10 - 30 dB au zaidi ya "kuvuja" kwa ishara ya msalaba wa polarization kutoka kwa polarization ya orthogonal, ambayo katika hali nyingine inaweza kuwa ya kutosha kuingilia kati na urejeshaji wa ishara inayotaka.
Kinyume chake, PLF halisi ya antena mbili zilizopangiliwa na mgawanyiko bora inaweza kuwa 10 dB, 20 dB, au zaidi, kulingana na hali, na inaweza kuzuia urejeshaji wa mawimbi.Kwa maneno mengine, mgawanyiko usiotarajiwa na PLF unaweza kufanya kazi kwa njia zote mbili kwa kuingilia mawimbi inayotaka au kupunguza nguvu ya mawimbi inayotakikana.
Kwa nini kujali kuhusu ubaguzi?
Polarization hufanya kazi kwa njia mbili: antena mbili zilizounganishwa zaidi na kuwa na polarization sawa, ni bora nguvu ya ishara iliyopokelewa.Kinyume chake, upatanishi duni wa ubaguzi hufanya iwe vigumu zaidi kwa wapokeaji, ama waliokusudiwa au wasioridhika, kupata ishara ya kutosha ya maslahi.Mara nyingi, "chaneli" inapotosha ugawanyiko unaopitishwa, au antena moja au zote mbili haziko katika mwelekeo tuli uliowekwa.
Uchaguzi wa polarization ya kutumia kawaida huamua na ufungaji au hali ya anga.Kwa mfano, antenna ya polarized usawa itafanya vizuri na kudumisha polarization yake wakati imewekwa karibu na dari;kinyume chake, antena iliyogawanywa wima itafanya vyema zaidi na kudumisha utendaji wake wa ugawaji wakati imewekwa karibu na ukuta wa kando.
Antena ya dipole inayotumiwa sana (wazi au kukunjwa) imegawanywa kwa usawa katika mwelekeo wake wa "kawaida" wa kupachika (Kielelezo 4) na mara nyingi huzungushwa digrii 90 ili kuchukua polarization ya wima inapohitajika au kuunga mkono hali ya polarization inayopendekezwa (Kielelezo 5).
Kielelezo cha 4: Antena ya dipole kawaida huwekwa kwa mlalo kwenye mlingoti wake ili kutoa mgawanyiko mlalo.
Kielelezo cha 5: Kwa programu zinazohitaji mgawanyiko wima, antena ya dipole inaweza kupachikwa ipasavyo ambapo antena inashika.
Ugawanyaji wima hutumiwa kwa kawaida kwa redio za rununu zinazoshikiliwa kwa mkono, kama vile zinazotumiwa na wajibu wa kwanza, kwa sababu miundo mingi ya antena ya redio iliyogawanywa kiwima pia hutoa muundo wa mionzi ya kila upande.Kwa hivyo, antena kama hizo sio lazima zielekezwe tena hata ikiwa mwelekeo wa redio na antenna hubadilika.
Antena za masafa ya 3 - 30 MHz (HF) kwa kawaida huundwa kwa njia rahisi waya ndefu zinazounganishwa kwa mlalo kati ya mabano.Urefu wake umedhamiriwa na urefu wa wimbi (10 - 100 m).Aina hii ya antena ni asili ya usawa wa polarized.
Inastahili kuzingatia kwamba kurejelea bendi hii kama "masafa ya juu" ilianza miongo kadhaa iliyopita, wakati 30 MHz ilikuwa masafa ya juu.Ingawa maelezo haya sasa yanaonekana kuwa ya kizamani, ni jina rasmi la Muungano wa Kimataifa wa Mawasiliano na bado yanatumika sana.
Ugawanyiko unaopendelewa unaweza kuamuliwa kwa njia mbili: ama kutumia mawimbi ya ardhini kwa uwasilishaji thabiti wa masafa mafupi kwa vifaa vya utangazaji kwa kutumia bendi ya mawimbi ya kati ya 300 kHz - 3 MHz, au kutumia mawimbi ya anga kwa umbali mrefu kupitia Kiungo cha ionosphere.Kwa ujumla, antena zilizowekwa kiwima zina uenezaji bora wa mawimbi ya ardhini, ilhali antena zilizowekwa mlalo zina utendaji bora wa wimbi la anga.
Utofautishaji wa mviringo hutumiwa sana kwa setilaiti kwa sababu mwelekeo wa satelaiti kuhusiana na vituo vya ardhini na satelaiti nyingine unabadilika kila mara.Ufanisi kati ya antena za kupitisha na kupokea huwa kubwa zaidi wakati zote mbili zimegawanyika kwa uduara, lakini antena zilizowekwa mstari zinaweza kutumika pamoja na antena za CP, ingawa kuna sababu ya kupoteza polarization.
Polarization pia ni muhimu kwa mifumo ya 5G.Baadhi ya safu za antena za 5G za pembejeo nyingi/tokeo nyingi (MIMO) hufanikisha upitishaji ulioongezeka kwa kutumia mgawanyiko ili kutumia kwa ufanisi zaidi wigo unaopatikana.Hii inafanikiwa kwa kutumia mchanganyiko wa polarizations tofauti za ishara na multiplexing ya anga ya antena (anuwai ya nafasi).
Mfumo unaweza kusambaza mitiririko miwili ya data kwa sababu mitiririko ya data imeunganishwa na antena huru zilizogawanywa kwa njia ya orthogonally na zinaweza kurejeshwa kwa kujitegemea.Hata kama ugawanyiko mtambuka upo kwa sababu ya upotoshaji wa njia na chaneli, uakisi, njia nyingi, na dosari zingine, kipokezi hutumia algoriti za hali ya juu kurejesha kila ishara asili, na kusababisha viwango vya chini vya hitilafu (BER) na hatimaye kuboreshwa kwa Matumizi ya wigo.
hitimisho
Polarization ni mali muhimu ya antenna ambayo mara nyingi hupuuzwa.Linear (ikiwa ni pamoja na usawa na wima) polarization, polarization oblique, polarization mviringo na polarization elliptical hutumiwa kwa maombi tofauti.Utendaji mbalimbali wa RF kutoka mwisho hadi mwisho ambao antena inaweza kufikia inategemea uelekeo na mpangilio wake.Antena za kawaida zina mgawanyiko tofauti na zinafaa kwa sehemu tofauti za wigo, na kutoa mgawanyiko unaopendekezwa kwa programu inayolengwa.
Bidhaa Zinazopendekezwa:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Vigezo | Kawaida | Vitengo |
| Masafa ya Marudio | 20-30 | GHz |
| Faida | 15 Aina. | dBi |
| VSWR | 1.3 Aina. | |
| Polarization | Mbili Linear | |
| Msalaba Pol.Kujitenga | 60 Aina. | dB |
| Kutengwa kwa Bandari | 70 Aina. | dB |
| Kiunganishi | SMA-Fkiume | |
| Nyenzo | Al | |
| Kumaliza | Rangi | |
| Ukubwa(L*W*H) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| Uzito | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Kipengee | Vipimo | Kitengo |
| Masafa ya Marudio | 1-18 | GHz |
| Faida | 10 Aina. | dBi |
| VSWR | 1.5 Aina. | |
| Polarization | Linear | |
| Msalaba Po.Kujitenga | 30 Aina. | dB |
| Kiunganishi | SMA-Mwanamke | |
| Kumaliza | Psi | |
| Nyenzo | Al | |
| Ukubwa(L*W*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| Uzito | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Vigezo | Kawaida | Vitengo |
| Masafa ya Marudio | 2-18 | GHz |
| Faida | 15 Aina. | dBi |
| VSWR | 1.5 Aina. |
|
| Polarization | Mbili Linear |
|
| Msalaba Pol.Kujitenga | 40 | dB |
| Kutengwa kwa Bandari | 40 | dB |
| Kiunganishi | SMA-F |
|
| Matibabu ya uso | Psi |
|
| Ukubwa(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Uzito | 0.945 | kg |
| Nyenzo | Al |
|
| Joto la Uendeshaji | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Vigezo | Kawaida | Vitengo |
| Masafa ya Marudio | 93-95 | GHz |
| Faida | 22 Aina. | dBi |
| VSWR | 1.3 Aina. |
|
| Polarization | Mbili Linear |
|
| Msalaba Pol.Kujitenga | 60 Aina. | dB |
| Kutengwa kwa Bandari | 67 Aina. | dB |
| Kiunganishi | WR10 |
|
| Nyenzo | Cu |
|
| Kumaliza | Dhahabu |
|
| Ukubwa(L*W*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| Uzito | 0.015 | kg |
Muda wa kutuma: Apr-11-2024
