ध्रुवीकरण एन्टेना को आधारभूत विशेषताहरु मध्ये एक हो। हामीले पहिले विमान तरंगहरूको ध्रुवीकरण बुझ्न आवश्यक छ। त्यसपछि हामी एन्टेना ध्रुवीकरण को मुख्य प्रकारहरु छलफल गर्न सक्नुहुन्छ।
रैखिक ध्रुवीकरण
हामी एक विमान विद्युत चुम्बकीय तरंग को ध्रुवीकरण बुझ्न सुरु हुनेछ।
प्लानर इलेक्ट्रोमैग्नेटिक (ईएम) तरंगमा धेरै विशेषताहरू हुन्छन्। पहिलो हो कि शक्ति एक दिशामा यात्रा गर्दछ (दुई ओर्थोगोनल दिशाहरूमा कुनै क्षेत्र परिवर्तन हुँदैन)। दोस्रो, विद्युत क्षेत्र र चुम्बकीय क्षेत्र एकअर्काको लम्बवत र एकअर्काको लागि अर्थोगोनल छन्। बिजुली र चुम्बकीय क्षेत्रहरू विमान तरंग प्रसारको दिशामा लम्ब हुन्छन्। उदाहरणको रूपमा, समीकरण (1) द्वारा दिइएको एकल-फ्रिक्वेन्सी इलेक्ट्रिक फिल्ड (E फिल्ड) लाई विचार गर्नुहोस्। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र +z दिशामा यात्रा गर्दैछ। विद्युत क्षेत्र +x दिशामा निर्देशित छ। चुम्बकीय क्षेत्र +y दिशामा छ।
समीकरण (1) मा, नोटेशन अवलोकन गर्नुहोस्:। यो एक एकाइ भेक्टर (लम्बाइको भेक्टर) हो, जसले विद्युत क्षेत्र बिन्दु x दिशामा छ भनी भन्छ। विमान तरंग चित्र १ मा चित्रण गरिएको छ।
चित्र 1. +z दिशामा यात्रा गर्ने विद्युतीय क्षेत्रको ग्राफिकल प्रतिनिधित्व।
ध्रुवीकरण भनेको बिजुली क्षेत्रको ट्रेस र प्रचार आकार (कन्टुर) हो। उदाहरणको रूपमा, विमान तरंग विद्युत क्षेत्र समीकरण (1) लाई विचार गर्नुहोस्। हामीले समयको कार्यको रूपमा विद्युतीय क्षेत्र (X,Y,Z) = (0,0,0) रहेको स्थानलाई अवलोकन गर्नेछौं। यस क्षेत्रको आयाम चित्र 2 मा प्लट गरिएको छ, समय मा धेरै उदाहरणहरूमा। फिल्ड फ्रिक्वेन्सी "F" मा दोलन भइरहेको छ।
चित्र 2. बिजुली क्षेत्र (X, Y, Z) = (0,0,0) फरक समयमा अवलोकन गर्नुहोस्।
बिजुली क्षेत्र उत्पत्ति मा अवलोकन गरिन्छ, आयाम मा अगाडि र पछाडि दोलन। विद्युत क्षेत्र सधैं संकेतित x-अक्षको साथमा हुन्छ। बिजुली क्षेत्र एकल रेखा संग राखिएको हुनाले, यो क्षेत्र लाईनियरली ध्रुवीकृत भन्न सकिन्छ। थप रूपमा, यदि X-अक्ष जमिनसँग समानान्तर छ भने, यो क्षेत्रलाई तेर्सो ध्रुवीकृत रूपमा पनि वर्णन गरिएको छ। यदि क्षेत्र Y-अक्षको साथ उन्मुख छ भने, तरंग ठाडो ध्रुवीकृत भएको भन्न सकिन्छ।
रैखिक ध्रुवीकृत तरंगहरूलाई तेर्सो वा ठाडो अक्षको साथ निर्देशित गर्न आवश्यक छैन। उदाहरण को लागी, चित्र 3 मा देखाईएको रेखा संग एक अवरोध संग एक बिजुली क्षेत्र तरंग पनि रैखिक ध्रुवीकृत हुनेछ।
छवि 3. एक रेखीय ध्रुवीकृत तरंगको विद्युतीय क्षेत्र आयाम जसको प्रक्षेपण कोण हो।
चित्र 3 मा विद्युतीय क्षेत्र समीकरण (2) द्वारा वर्णन गर्न सकिन्छ। अब विद्युतीय क्षेत्रको x र y कम्पोनेन्ट छ। दुवै घटक आकारमा बराबर छन्।
समीकरण (२) को बारेमा ध्यान दिनुपर्ने एउटा कुरा दोस्रो चरणमा xy-कम्पोनेन्ट र इलेक्ट्रोनिक क्षेत्रहरू हुन्। यसको मतलब यो हो कि दुबै कम्पोनेन्टहरूमा सधैं एउटै आयाम हुन्छ।
गोलाकार ध्रुवीकरण
अब मान्नुहोस् कि समीकरण (3) द्वारा विमान तरंगको विद्युतीय क्षेत्र दिइएको छ:
यस अवस्थामा, X- र Y-तत्वहरू चरण बाहिर 90 डिग्री छन्। यदि फिल्डलाई पहिले जस्तै (X, Y, Z) = (0,0,0) को रूपमा हेरिएको छ भने, चित्र 4 मा तल देखाइएको रूपमा विद्युत क्षेत्र बनाम समय कर्भ देखा पर्नेछ।
चित्र 4. विद्युत क्षेत्र बल (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ डोमेन। (३)।
चित्र ४ मा विद्युतीय क्षेत्र सर्कलमा घुम्छ। यस प्रकारको क्षेत्रलाई गोलाकार ध्रुवीकृत तरंगको रूपमा वर्णन गरिएको छ। गोलाकार ध्रुवीकरणको लागि, निम्न मापदण्डहरू पूरा गर्नुपर्छ:
- गोलाकार ध्रुवीकरणको लागि मानक
- इलेक्ट्रिक फिल्डमा दुई ओर्थोगोनल (लंबवत) कम्पोनेन्टहरू हुनुपर्छ।
- बिजुली क्षेत्रको अर्थोगोनल कम्पोनेन्टहरू समान आयामहरू हुनुपर्छ।
- क्वाड्राचर घटकहरू चरण बाहिर 90 डिग्री हुनुपर्छ।
यदि वेभ चित्र 4 स्क्रिनमा यात्रा गर्दै हुनुहुन्छ भने, फिल्ड रोटेशनलाई घडीको विपरीत दिशामा र दायाँ-हात गोलाकार ध्रुवीकृत (RHCP) भनिन्छ। यदि फिल्डलाई घडीको दिशामा घुमाइयो भने, फिल्ड बायाँ-हात गोलाकार ध्रुवीकरण (LHCP) हुनेछ।
अण्डाकार ध्रुवीकरण
यदि विद्युतीय क्षेत्रमा दुईवटा लम्बवत कम्पोनेन्टहरू छन्, फेजबाट ९० डिग्री तर बराबर परिमाणको, क्षेत्र अण्डाकार ध्रुवीकृत हुनेछ। समीकरण (4) द्वारा वर्णन गरिएको +z दिशामा यात्रा गर्ने विमान तरंगको विद्युतीय क्षेत्रलाई विचार गर्दै:
बिन्दुको लोकस जसमा बिजुली क्षेत्र भेक्टरको टिपले ग्रहण गर्नेछ चित्र 5 मा दिइएको छ
चित्र 5. प्रम्प्ट अण्डाकार ध्रुवीकरण तरंग विद्युत क्षेत्र। (४)।
चित्र 5 मा फिल्ड, घडीको विपरीत दिशामा यात्रा गर्दै, स्क्रिनबाट बाहिर यात्रा गर्दा दाहिने हात अण्डाकार हुनेछ। यदि विद्युतीय क्षेत्र भेक्टर विपरित दिशामा घुम्छ भने, क्षेत्र बाँया-हात अण्डाकार ध्रुवीकृत हुनेछ।
यसबाहेक, अण्डाकार ध्रुवीकरणले यसको विलक्षणतालाई जनाउँछ। ठूला र साना अक्षहरूको परिमाणमा विलक्षणताको अनुपात। उदाहरण को लागी, समीकरण (4) बाट लहर विलक्षणता 1/0.3 = 3.33 हो। अण्डाकार ध्रुवीकृत तरंगहरूलाई प्रमुख अक्षको दिशाद्वारा थप वर्णन गरिएको छ। तरंग समीकरण (4) मा मुख्यतया x-अक्ष सम्मिलित अक्ष हुन्छ। ध्यान दिनुहोस् कि प्रमुख अक्ष कुनै पनि विमान कोणमा हुन सक्छ। कोण X, Y वा Z अक्ष फिट गर्न आवश्यक छैन। अन्तमा, यो नोट गर्नु महत्त्वपूर्ण छ कि गोलाकार र रैखिक ध्रुवीकरण दुवै अण्डाकार ध्रुवीकरणका विशेष केसहरू हुन्। 1.0 सनकी अण्डाकार ध्रुवीकृत तरंग एक गोलाकार ध्रुवीकृत तरंग हो। अण्डाकार ध्रुवीकृत तरंगहरू अनन्त विलक्षणताका साथ। रैखिक ध्रुवीकृत तरंगहरू।
एन्टेना ध्रुवीकरण
अब जब हामी ध्रुवीकृत विमान तरंग विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रहरू बारे सचेत छौं, एन्टेनाको ध्रुवीकरणलाई सरल रूपमा परिभाषित गरिएको छ।
एन्टेना ध्रुवीकरण एक एन्टेना टाढा-क्षेत्र मूल्याङ्कन, परिणामस्वरूप विकिरण क्षेत्र को ध्रुवीकरण। तसर्थ, एन्टेनाहरू प्रायः "रैखिक ध्रुवीकृत" वा "दायाँ-हात गोलाकार ध्रुवीकृत एन्टेना" को रूपमा सूचीबद्ध हुन्छन्।
यो सरल अवधारणा एन्टेना संचार को लागी महत्वपूर्ण छ। पहिलो, तेर्सो ध्रुवीकृत एन्टेनाले ठाडो ध्रुवीकृत एन्टेनासँग सञ्चार गर्दैन। पारस्परिकता प्रमेयको कारण, एन्टेनाले ठ्याक्कै उस्तै तरिकामा प्रसारण र प्राप्त गर्दछ। त्यसकारण, ठाडो ध्रुवीकृत एन्टेनाहरू ठाडो ध्रुवीकृत क्षेत्रहरू प्रसारण र प्राप्त गर्छन्। त्यसकारण, यदि तपाइँ ठाडो ध्रुवीकृत तेर्सो ध्रुवीकृत एन्टेना व्यक्त गर्ने प्रयास गर्नुहुन्छ भने, त्यहाँ कुनै रिसेप्शन हुनेछैन।
सामान्य अवस्थामा, दुई रैखिक ध्रुवीकृत एन्टेनाहरूका लागि एक-अर्काको सापेक्ष कोण ( ) द्वारा घुमाइन्छ, यस ध्रुवीकरण बेमेलको कारणले हुने शक्ति हानिलाई ध्रुवीकरण घाटा कारक (PLF) द्वारा वर्णन गरिनेछ:
तसर्थ, यदि दुई एन्टेनाहरूमा एउटै ध्रुवीकरण छ भने, तिनीहरूको विकिरण गर्ने इलेक्ट्रोन क्षेत्रहरू बीचको कोण शून्य हुन्छ र ध्रुवीकरण बेमेलको कारणले कुनै शक्ति हानि हुँदैन। यदि एउटा एन्टेना ठाडो ध्रुवीकृत छ र अर्को तेर्सो ध्रुवीकृत छ, कोण 90 डिग्री छ, र कुनै शक्ति स्थानान्तरण हुनेछैन।
नोट: फोनलाई आफ्नो टाउकोमा विभिन्न कोणहरूमा सार्दा कहिलेकाहीँ रिसेप्शन किन बढाउन सकिन्छ भनेर बताउँछ। सेल फोन एन्टेनाहरू सामान्यतया रैखिक रूपमा ध्रुवीकृत हुन्छन्, त्यसैले फोन घुमाउँदा अक्सर फोनको ध्रुवीकरणसँग मेल खान्छ, यसरी रिसेप्शनमा सुधार हुन्छ।
गोलाकार ध्रुवीकरण धेरै एन्टेनाहरूको वांछनीय विशेषता हो। दुबै एन्टेनाहरू गोलाकार रूपमा ध्रुवीकृत छन् र ध्रुवीकरण बेमेलको कारणले सिग्नल हानिबाट पीडित हुँदैनन्। GPS प्रणालीहरूमा प्रयोग गरिएका एन्टेनाहरू दायाँ-हात गोलाकार रूपमा ध्रुवीकृत हुन्छन्।
अब मान्नुहोस् कि एक रैखिक ध्रुवीकृत एन्टेनाले गोलाकार ध्रुवीकृत तरंगहरू प्राप्त गर्दछ। समान रूपमा, मान्नुहोस् कि गोलाकार ध्रुवीकृत एन्टेनाले रैखिक ध्रुवीकृत तरंगहरू प्राप्त गर्ने प्रयास गर्दछ। परिणामस्वरूप ध्रुवीकरण हानि कारक के हो?
याद गर्नुहोस् कि गोलाकार ध्रुवीकरण वास्तवमा दुई ओर्थोगोनल रैखिक ध्रुवीकृत तरंगहरू हुन्, 90 डिग्री चरण बाहिर। त्यसकारण, एक रैखिक ध्रुवीकृत (LP) एन्टेनाले गोलाकार ध्रुवीकृत (CP) तरंग चरण घटक मात्र प्राप्त गर्नेछ। त्यसकारण, LP एन्टेनामा 0.5 (-3dB) को ध्रुवीकरण बेमेल हानि हुनेछ। LP एन्टेना जुनसुकै कोणमा घुमाए पनि यो सत्य हो। त्यसैले:
ध्रुवीकरण हानि कारक कहिलेकाहीँ ध्रुवीकरण दक्षता, एन्टेना बेमेल कारक, वा एन्टेना रिसेप्शन कारक को रूपमा उल्लेख गरिन्छ। यी सबै नामहरूले एउटै अवधारणालाई जनाउँछ।
पोस्ट समय: डिसेम्बर-22-2023
