इलेक्ट्रोनिक इन्जिनियरहरूलाई थाहा छ कि एन्टेनाले म्याक्सवेलको समीकरणहरूद्वारा वर्णन गरिएको विद्युत चुम्बकीय (ईएम) ऊर्जाको तरंगहरूको रूपमा संकेतहरू पठाउँछन् र प्राप्त गर्छन्।धेरै विषयहरूमा जस्तै, यी समीकरणहरू, र प्रसार, विद्युत चुम्बकत्वका गुणहरू, तुलनात्मक रूपमा गुणात्मक सर्तहरूदेखि जटिल समीकरणहरूसम्म विभिन्न स्तरहरूमा अध्ययन गर्न सकिन्छ।
त्यहाँ विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा प्रचारका धेरै पक्षहरू छन्, जसमध्ये एउटा ध्रुवीकरण हो, जसमा अनुप्रयोगहरू र तिनीहरूको एन्टेना डिजाइनहरूमा प्रभाव वा चिन्ताको फरक डिग्री हुन सक्छ।ध्रुवीकरणका आधारभूत सिद्धान्तहरू सबै विद्युत चुम्बकीय विकिरणहरूमा लागू हुन्छन्, RF/वायरलेस, अप्टिकल ऊर्जा, र प्रायः अप्टिकल अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ।
एन्टेना ध्रुवीकरण के हो?
ध्रुवीकरण बुझ्नु अघि, हामीले पहिले विद्युत चुम्बकीय तरंगहरूको आधारभूत सिद्धान्तहरू बुझ्नुपर्छ।यी तरंगहरू विद्युतीय क्षेत्रहरू (E फिल्डहरू) र चुम्बकीय क्षेत्रहरू (H क्षेत्रहरू) मिलेर बनेका हुन्छन् र एक दिशामा सर्छन्।E र H क्षेत्रहरू एकअर्का र विमान तरंग प्रसारको दिशामा लम्ब हुन्छन्।
ध्रुवीकरणले संकेत ट्रान्समिटरको परिप्रेक्ष्यबाट ई-फिल्ड प्लेनलाई बुझाउँछ: तेर्सो ध्रुवीकरणको लागि, बिजुली क्षेत्र क्षैतिज प्लेनमा छेउमा सर्नेछ, जबकि ठाडो ध्रुवीकरणको लागि, इलेक्ट्रिक फिल्ड ठाडो प्लेनमा माथि र तल घुम्नेछ।( चित्र १)।
चित्र १: विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा तरंगहरू पारस्परिक रूपमा लम्बवत E र H क्षेत्र घटकहरू हुन्छन्
रैखिक ध्रुवीकरण र गोलाकार ध्रुवीकरण
ध्रुवीकरण मोडहरू निम्न समावेश छन्:
आधारभूत रैखिक ध्रुवीकरणमा, दुई सम्भावित ध्रुवीकरणहरू एकअर्काका लागि अर्थोगोनल (लंबवत) हुन्छन् (चित्र २)।सिद्धान्तमा, तेर्सो ध्रुवीकृत प्राप्त गर्ने एन्टेनाले ठाडो ध्रुवीकृत एन्टेनाबाट संकेत "देख्दैन" र यसको विपरीत, दुबै एउटै फ्रिक्वेन्सीमा काम गरे पनि।तिनीहरू जति राम्रोसँग पङ्क्तिबद्ध हुन्छन्, उति धेरै सङ्केत क्याप्चर हुन्छ, र ध्रुवीकरणहरू मिल्दा ऊर्जा स्थानान्तरण अधिकतम हुन्छ।
चित्र २: रैखिक ध्रुवीकरणले एकअर्कालाई दायाँ कोणमा दुई ध्रुवीकरण विकल्पहरू प्रदान गर्दछ
एन्टेना को तिरछा ध्रुवीकरण रैखिक ध्रुवीकरण को एक प्रकार हो।आधारभूत तेर्सो र ठाडो ध्रुवीकरण जस्तै, यो ध्रुवीकरण स्थलीय वातावरणमा मात्र अर्थ राख्छ।ओब्लिक ध्रुवीकरण तेर्सो सन्दर्भ विमानमा ±45 डिग्रीको कोणमा हुन्छ।जबकि यो साँच्चै रैखिक ध्रुवीकरण को अर्को रूप हो, शब्द "रैखिक" सामान्यतया केवल तेर्सो वा ठाडो ध्रुवीकृत एन्टेनालाई बुझाउँछ।
केही हानि भए पनि, विकर्ण एन्टेनाद्वारा पठाइएका (वा प्राप्त) सिग्नलहरू तेर्सो वा ठाडो ध्रुवीकृत एन्टेनाहरूसँग मात्र सम्भव छन्।एक वा दुवै एन्टेनाको ध्रुवीकरण अज्ञात हुँदा वा प्रयोगको क्रममा परिवर्तन हुँदा ओब्लिकली ध्रुवीकृत एन्टेनाहरू उपयोगी हुन्छन्।
सर्कुलर ध्रुवीकरण (CP) रैखिक ध्रुवीकरण भन्दा बढी जटिल छ।यस मोडमा, E फिल्ड भेक्टरद्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको ध्रुवीकरण संकेतको रूपमा फैलिन्छ।जब दायाँ घुमाइन्छ (ट्रान्समिटरबाट बाहिर हेर्दै), गोलाकार ध्रुवीकरणलाई दाहिने हातको गोलाकार ध्रुवीकरण (RHCP) भनिन्छ;बायाँ घुमाउँदा, बायाँ-हात गोलाकार ध्रुवीकरण (LHCP) (चित्र 3)
चित्र ३: गोलाकार ध्रुवीकरणमा, विद्युत चुम्बकीय तरंगको E क्षेत्र भेक्टर घुम्छ;यो घुमाउरो दाहिने हात वा देब्रे हात हुन सक्छ
एक CP सिग्नलमा दुई ओर्थोगोनल तरंगहरू हुन्छन् जुन चरण बाहिर छन्।CP सिग्नल उत्पन्न गर्न तीन सर्तहरू आवश्यक छन्।E फिल्डमा दुई ओर्थोगोनल कम्पोनेन्टहरू हुनुपर्छ;दुई घटक चरण बाहिर 90 डिग्री र आयाम मा बराबर हुनुपर्छ।CP उत्पन्न गर्ने एक सरल तरिका एक हेलिकल एन्टेना प्रयोग गर्नु हो।
अण्डाकार ध्रुवीकरण (EP) CP को एक प्रकार हो।अण्डाकार ध्रुवीकृत तरंगहरू सीपी तरंगहरू जस्तै दुई रैखिक ध्रुवीकृत तरंगहरू द्वारा उत्पादित लाभ हुन्।जब दुई पारस्परिक लम्बवत रैखिक ध्रुवीकृत तरंगहरू असमान एम्प्लिट्यूडहरू जोडिन्छन्, एक अण्डाकार ध्रुवीकृत तरंग उत्पन्न हुन्छ।
एन्टेनाहरू बीचको ध्रुवीकरण बेमेल ध्रुवीकरण घाटा कारक (PLF) द्वारा वर्णन गरिएको छ।यो प्यारामिटर डेसिबल (dB) मा व्यक्त गरिएको छ र प्रसारण र प्राप्त एन्टेना बीच ध्रुवीकरण कोण मा भिन्नता को एक प्रकार्य हो।सैद्धान्तिक रूपमा, PLF पूर्ण रूपमा पङ्क्तिबद्ध एन्टेनाको लागि 0 dB (कुनै नोक्सान) देखि पूर्ण रूपमा अर्थोगोनल एन्टेनाको लागि अनन्त dB (असीमित क्षति) सम्म हुन सक्छ।
तथापि, वास्तविकतामा, ध्रुवीकरणको पङ्क्तिबद्धता (वा मिसाइलाइनमेन्ट) सही छैन किनभने एन्टेनाको मेकानिकल स्थिति, प्रयोगकर्ता व्यवहार, च्यानल विरूपण, बहुपथ प्रतिबिम्ब, र अन्य घटनाहरूले प्रसारित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रको केही कोणात्मक विकृति निम्त्याउन सक्छ।प्रारम्भमा, ओर्थोगोनल ध्रुवीकरणबाट 10 - 30 dB वा बढी सिग्नल क्रस-ध्रुवीकरण "रिसाव" हुनेछ, जुन केहि अवस्थामा इच्छित संकेतको रिकभरीमा हस्तक्षेप गर्न पर्याप्त हुन सक्छ।
यसको विपरित, आदर्श ध्रुवीकरणका साथ दुई पङ्क्तिबद्ध एन्टेनाहरूको लागि वास्तविक PLF परिस्थितिहरूमा निर्भर गर्दै 10 dB, 20 dB, वा बढी हुन सक्छ, र सिग्नल रिकभरीमा बाधा पुऱ्याउन सक्छ।अर्को शब्दमा भन्नुपर्दा, अनपेक्षित क्रस-ध्रुवीकरण र PLF ले वांछित संकेतमा हस्तक्षेप गरेर वा इच्छित संकेत शक्ति घटाएर दुवै तरिकाले काम गर्न सक्छ।
ध्रुवीकरणको चिन्ता किन ?
ध्रुवीकरणले दुई तरिकामा काम गर्छ: दुईवटा एन्टेना जति धेरै पङ्क्तिबद्ध हुन्छन् र उस्तै ध्रुवीकरण हुन्छन्, प्राप्त सिग्नलको बल त्यति नै राम्रो हुन्छ।यसको विपरित, कमजोर ध्रुवीकरण पङ्क्तिबद्धताले रिसीभरहरूलाई, या त इरादा वा असन्तुष्ट, रुचिको संकेतको पर्याप्त मात्रामा कब्जा गर्न अझ गाह्रो बनाउँछ।धेरै अवस्थामा, "च्यानल" ले प्रसारित ध्रुवीकरणलाई विकृत गर्दछ, वा एक वा दुवै एन्टेनाहरू निश्चित स्थिर दिशामा छैनन्।
कुन ध्रुवीकरण प्रयोग गर्ने छनौट सामान्यतया स्थापना वा वायुमण्डलीय अवस्था द्वारा निर्धारण गरिन्छ।उदाहरण को लागी, एक तेर्सो ध्रुवीकृत एन्टेना राम्रो प्रदर्शन गर्दछ र छत नजिक स्थापित हुँदा यसको ध्रुवीकरण कायम राख्छ;यसको विपरीत, ठाडो ध्रुवीकृत एन्टेनाले राम्रो प्रदर्शन गर्नेछ र छेउको पर्खाल नजिक स्थापना गर्दा यसको ध्रुवीकरण कार्यसम्पादन कायम राख्नेछ।
व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको द्विध्रुव एन्टेना (सादा वा फोल्ड गरिएको) यसको "सामान्य" माउन्टिंग अभिमुखीकरण (चित्र 4) मा तेर्सो रूपमा ध्रुवीकृत हुन्छ र आवश्यक पर्दा ठाडो ध्रुवीकरण मान्न वा मनपर्ने ध्रुवीकरण मोड (चित्र 5) लाई समर्थन गर्न प्रायः 90 डिग्री घुमाइन्छ।
चित्र ४: क्षैतिज ध्रुवीकरण प्रदान गर्न एक द्विध्रुव एन्टेना सामान्यतया यसको मस्तूलमा तेर्सो रूपमा माउन्ट गरिन्छ।
चित्र 5: ठाडो ध्रुवीकरण आवश्यक पर्ने अनुप्रयोगहरूको लागि, एन्टेनाले समातेको ठाउँमा डाइपोल एन्टेनालाई त्यही अनुसार माउन्ट गर्न सकिन्छ।
ठाडो ध्रुवीकरण सामान्यतया ह्यान्डहेल्ड मोबाइल रेडियोहरूका लागि प्रयोग गरिन्छ, जस्तै कि पहिलो प्रतिक्रियाकर्ताहरूले प्रयोग गर्ने, किनभने धेरै ठाडो ध्रुवीकृत रेडियो एन्टेना डिजाइनहरूले पनि एक सर्वदिशात्मक विकिरण ढाँचा प्रदान गर्दछ।त्यसकारण, रेडियो र एन्टेनाको दिशा परिवर्तन भए पनि त्यस्ता एन्टेनाहरूलाई पुन: अभिमुखीकरण गर्नुपर्दैन।
3 - 30 MHz उच्च फ्रिक्वेन्सी (HF) फ्रिक्वेन्सी एन्टेनाहरू सामान्यतया कोष्ठकहरू बीच तेर्सो रूपमा जोडिएका साधारण लामो तारहरूको रूपमा निर्माण गरिन्छ।यसको लम्बाइ तरंगदैर्ध्य (10 - 100 मिटर) द्वारा निर्धारण गरिन्छ।यस प्रकारको एन्टेना प्राकृतिक रूपमा तेर्सो रूपमा ध्रुवीकृत हुन्छ।
यो ध्यान दिन लायक छ कि यस ब्यान्डलाई "उच्च फ्रिक्वेन्सी" को रूपमा उल्लेख गर्न दशकहरू पहिले सुरु भयो, जब 30 मेगाहर्ट्ज वास्तवमै उच्च आवृत्ति थियो।यद्यपि यो विवरण अब पुरानो भएको जस्तो देखिन्छ, यो अन्तर्राष्ट्रिय दूरसञ्चार संघ द्वारा आधिकारिक पद हो र अझै पनि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
रुचाइएको ध्रुवीकरण दुई तरिकामा निर्धारण गर्न सकिन्छ: या त 300 kHz - 3 MHz मध्यम तरंग (MW) ब्यान्ड प्रयोग गरेर प्रसारण उपकरणहरूद्वारा बलियो छोटो-दायरा संकेतको लागि ग्राउन्ड वेभहरू प्रयोग गरेर, वा ionosphere Link मार्फत लामो दूरीको लागि आकाश छालहरू प्रयोग गरेर।सामान्यतया भन्नुपर्दा, ठाडो ध्रुवीकृत एन्टेनामा राम्रो ग्राउन्ड वेभ प्रजनन हुन्छ, जबकि तेर्सो ध्रुवीकृत एन्टेनामा राम्रो आकाश लहर प्रदर्शन हुन्छ।
सर्कुलर ध्रुवीकरण उपग्रहहरूको लागि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ किनभने ग्राउन्ड स्टेशनहरू र अन्य उपग्रहहरूको सापेक्ष उपग्रहको अभिमुखीकरण निरन्तर परिवर्तन भइरहेको छ।ट्रान्समिट र रिसिभ एन्टेनाहरू बीचको दक्षता सबैभन्दा ठूलो हुन्छ जब दुबै गोलाकार ध्रुवीकृत हुन्छन्, तर रैखिक ध्रुवीकृत एन्टेनाहरू CP एन्टेनाहरूसँग प्रयोग गर्न सकिन्छ, यद्यपि त्यहाँ ध्रुवीकरण हानि कारक छ।
ध्रुवीकरण 5G प्रणालीहरूको लागि पनि महत्त्वपूर्ण छ।केही 5G मल्टिपल-इनपुट/मल्टिपल-आउटपुट (MIMO) एन्टेना एरेहरूले उपलब्ध स्पेक्ट्रमलाई अझ प्रभावकारी रूपमा प्रयोग गर्न ध्रुवीकरण प्रयोग गरेर बढेको थ्रुपुट प्राप्त गर्छन्।यो विभिन्न संकेत ध्रुवीकरण र एन्टेनाको स्थानिय मल्टिप्लेक्सिङ (स्पेस विविधता) को संयोजन प्रयोग गरेर हासिल गरिएको छ।
प्रणालीले दुई डाटा स्ट्रिमहरू प्रसारण गर्न सक्छ किनभने डाटा स्ट्रिमहरू स्वतन्त्र अर्थोगोनली ध्रुवीकृत एन्टेनाहरूद्वारा जोडिएका छन् र स्वतन्त्र रूपमा पुन: प्राप्त गर्न सकिन्छ।पथ र च्यानल विरूपण, प्रतिबिम्ब, मल्टिपाथ, र अन्य त्रुटिहरूका कारण केही क्रस-ध्रुवीकरण अवस्थित भए तापनि, प्राप्तकर्ताले प्रत्येक मूल संकेत पुन: प्राप्ति गर्न परिष्कृत एल्गोरिदमहरू प्रयोग गर्दछ, जसको परिणामस्वरूप कम बिट त्रुटि दरहरू (BER) र अन्ततः सुधारिएको स्पेक्ट्रम उपयोगिता।
निश्कर्षमा
ध्रुवीकरण एक महत्त्वपूर्ण एन्टेना गुण हो जुन अक्सर बेवास्ता गरिन्छ।रैखिक (तेर्सो र ठाडो सहित) ध्रुवीकरण, तिरछा ध्रुवीकरण, गोलाकार ध्रुवीकरण र अण्डाकार ध्रुवीकरण विभिन्न अनुप्रयोगहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।एन्टेनाले प्राप्त गर्न सक्ने अन्त-देखि-अन्त RF प्रदर्शनको दायरा यसको सापेक्ष अभिमुखीकरण र पङ्क्तिबद्धतामा निर्भर गर्दछ।मानक एन्टेनाहरूमा विभिन्न ध्रुवीकरणहरू छन् र स्पेक्ट्रमका विभिन्न भागहरूको लागि उपयुक्त छन्, लक्षित अनुप्रयोगको लागि मनपर्ने ध्रुवीकरण प्रदान गर्दछ।
सिफारिस गरिएका उत्पादनहरू:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| प्यारामिटरहरू | सामान्य | एकाइहरू |
| आवृत्ति दायरा | २०-३० | GHz |
| पाउनु | 15 प्रकार। | dBi |
| VSWR | १.३ प्रकार। | |
| ध्रुवीकरण | दोहोरो रैखिक | |
| क्रस पोल।आइसोलेसन | ६० प्रकार। | dB |
| पोर्ट अलगाव | 70 प्रकार। | dB |
| कनेक्टर | SMA-Female | |
| सामग्री | Al | |
| फिनिसिङ | रंग | |
| साइज(L*W*H) | ८३.९*३९.६*६९.४(±5) | mm |
| वजन | ०७४ | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| वस्तु | विशिष्टता | एकाइ |
| आवृत्ति दायरा | १-१८ | GHz |
| पाउनु | 10 प्रकार। | dBi |
| VSWR | १.५ प्रकार। | |
| ध्रुवीकरण | रैखिक | |
| क्रस पो.आइसोलेसन | 30 प्रकार। | dB |
| कनेक्टर | SMA-महिला | |
| फिनिसिङ | Pछैन | |
| सामग्री | Al | |
| साइज(L*W*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| वजन | ०.६०३ | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| प्यारामिटरहरू | सामान्य | एकाइहरू |
| आवृत्ति दायरा | २-१८ | GHz |
| पाउनु | 15 प्रकार। | dBi |
| VSWR | १.५ प्रकार। |
|
| ध्रुवीकरण | दोहोरो रैखिक |
|
| क्रस पोल।आइसोलेसन | 40 | dB |
| पोर्ट अलगाव | 40 | dB |
| कनेक्टर | SMA-F |
|
| सतह उपचार | Pछैन |
|
| साइज(L*W*H) | २७६*१४७*१४७(±5) | mm |
| वजन | ०.९४५ | kg |
| सामग्री | Al |
|
| सञ्चालन तापमान | -४०-+८५ | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| प्यारामिटरहरू | सामान्य | एकाइहरू |
| आवृत्ति दायरा | ९३-९५ | GHz |
| पाउनु | 22 प्रकार। | dBi |
| VSWR | १.३ प्रकार। |
|
| ध्रुवीकरण | दोहोरो रैखिक |
|
| क्रस पोल।आइसोलेसन | ६० प्रकार। | dB |
| पोर्ट अलगाव | 67 प्रकार। | dB |
| कनेक्टर | WR10 |
|
| सामग्री | Cu |
|
| फिनिसिङ | सुनौलो |
|
| साइज(L*W*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| वजन | ०.०१५ | kg |
पोस्ट समय: अप्रिल-11-2024
