ध्रुवीकरण एन्टेनाको आधारभूत विशेषताहरू मध्ये एक हो। हामीले पहिले समतल तरंगहरूको ध्रुवीकरण बुझ्नु आवश्यक छ। त्यसपछि हामी एन्टेना ध्रुवीकरणका मुख्य प्रकारहरू बारे छलफल गर्न सक्छौं।
रेखीय ध्रुवीकरण
हामी समतल विद्युत चुम्बकीय तरंगको ध्रुवीकरण बुझ्न सुरु गर्नेछौं।
समतल विद्युत चुम्बकीय (EM) तरंगका धेरै विशेषताहरू हुन्छन्। पहिलो भनेको शक्ति एक दिशामा यात्रा गर्छ (दुई ओर्थोगोनल दिशामा कुनै क्षेत्र परिवर्तन हुँदैन)। दोस्रो, विद्युत क्षेत्र र चुम्बकीय क्षेत्र एकअर्कासँग लम्ब र एकअर्कासँग ओर्थोगोनल हुन्छन्। विद्युत र चुम्बकीय क्षेत्रहरू समतल तरंग प्रसारको दिशामा लम्ब हुन्छन्। उदाहरणको रूपमा, समीकरण (1) द्वारा दिइएको एकल-फ्रिक्वेन्सी विद्युत क्षेत्र (E क्षेत्र) लाई विचार गर्नुहोस्। विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र +z दिशामा यात्रा गरिरहेको छ। विद्युत क्षेत्र +x दिशामा निर्देशित छ। चुम्बकीय क्षेत्र +y दिशामा छ।
समीकरण (१) मा, नोटेशन अवलोकन गर्नुहोस्: । यो एक एकाइ भेक्टर (लम्बाइको भेक्टर) हो, जसले विद्युतीय क्षेत्र बिन्दु x दिशामा छ भनी बताउँछ। समतल तरंग चित्र १ मा चित्रण गरिएको छ।
चित्र १. +z दिशामा यात्रा गर्ने विद्युत क्षेत्रको ग्राफिकल प्रतिनिधित्व।
ध्रुवीकरण भनेको विद्युत क्षेत्रको ट्रेस र प्रसार आकार (कन्टूर) हो। उदाहरणको रूपमा, समतल तरंग विद्युत क्षेत्र समीकरण (१) लाई विचार गर्नुहोस्। हामी समयको प्रकार्यको रूपमा विद्युत क्षेत्र (X,Y,Z) = (०,०,०) भएको स्थिति अवलोकन गर्नेछौं। यस क्षेत्रको आयाम चित्र २ मा समयको धेरै उदाहरणहरूमा प्लट गरिएको छ। क्षेत्र "F" आवृत्तिमा दोलन भइरहेको छ।
चित्र २. विभिन्न समयमा विद्युत क्षेत्र (X, Y, Z) = (0,0,0) अवलोकन गर्नुहोस्।
विद्युतीय क्षेत्र उत्पत्तिमा अवलोकन गरिन्छ, आयाममा अगाडि पछाडि दोलन गर्दै। विद्युतीय क्षेत्र सधैं संकेत गरिएको x-अक्षको साथ हुन्छ। विद्युतीय क्षेत्र एकल रेखामा राखिएको हुनाले, यो क्षेत्रलाई रेखीय रूपमा ध्रुवीकृत भन्न सकिन्छ। थप रूपमा, यदि X-अक्ष जमिनसँग समानान्तर छ भने, यो क्षेत्रलाई तेर्सो रूपमा ध्रुवीकृत पनि भन्न सकिन्छ। यदि क्षेत्र Y-अक्षको साथ उन्मुख छ भने, तरंगलाई ठाडो रूपमा ध्रुवीकृत भन्न सकिन्छ।
रेखीय ध्रुवीकृत तरंगहरूलाई तेर्सो वा ठाडो अक्षमा निर्देशित गर्न आवश्यक छैन। उदाहरणका लागि, चित्र ३ मा देखाइए अनुसार रेखासँगै रहेको अवरोध भएको विद्युतीय क्षेत्र तरंग पनि रेखीय ध्रुवीकृत हुनेछ।
छवि ३. रेखीय ध्रुवीकृत तरंगको विद्युतीय क्षेत्र आयाम जसको प्रक्षेपण कोण हो।
चित्र ३ मा रहेको विद्युत क्षेत्रलाई समीकरण (२) द्वारा वर्णन गर्न सकिन्छ। अब विद्युत क्षेत्रको x र y घटक छ। दुवै घटक आकारमा बराबर छन्।
समीकरण (२) को बारेमा ध्यान दिनुपर्ने एउटा कुरा दोस्रो चरणमा xy-घटक र इलेक्ट्रोनिक क्षेत्रहरू हुन्। यसको अर्थ दुवै घटकहरूको सधैं समान आयाम हुन्छ।
गोलाकार ध्रुवीकरण
अब मानौं कि समतल तरंगको विद्युतीय क्षेत्र समीकरण (३) द्वारा दिइएको छ:
यस अवस्थामा, X- र Y-तत्वहरू चरण बाहिर ९० डिग्री छन्। यदि क्षेत्रलाई पहिले जस्तै (X, Y, Z) = (0,0,0) को रूपमा फेरि अवलोकन गरियो भने, विद्युतीय क्षेत्र बनाम समय वक्र चित्र ४ मा तल देखाइएको रूपमा देखा पर्नेछ।
चित्र ४. विद्युतीय क्षेत्र शक्ति (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ डोमेन। (3)।
चित्र ४ मा रहेको विद्युतीय क्षेत्र वृत्तमा घुम्छ। यस प्रकारको क्षेत्रलाई वृत्ताकार ध्रुवीकृत तरंगको रूपमा वर्णन गरिएको छ। वृत्ताकार ध्रुवीकरणको लागि, निम्न मापदण्डहरू पूरा गर्नुपर्छ:
- गोलाकार ध्रुवीकरणको लागि मानक
- विद्युतीय क्षेत्रमा दुई ओर्थोगोनल (लम्ब) घटकहरू हुनुपर्छ।
- विद्युतीय क्षेत्रका अर्थोगोनल घटकहरूमा बराबर आयामहरू हुनुपर्छ।
- क्वाड्राचर कम्पोनेन्टहरू चरण बाहिर ९० डिग्री हुनुपर्छ।
यदि वेभ चित्र ४ स्क्रिनमा यात्रा गर्दै हुनुहुन्छ भने, क्षेत्र परिक्रमालाई घडीको विपरीत दिशामा र दायाँ हातले गोलाकार ध्रुवीकृत (RHCP) भनिन्छ। यदि क्षेत्र घडीको दिशामा घुमाइयो भने, क्षेत्र बायाँ हातले गोलाकार ध्रुवीकृत (LHCP) हुनेछ।
अण्डाकार ध्रुवीकरण
यदि विद्युतीय क्षेत्रमा दुई लम्ब घटकहरू छन्, चरण बाहिर ९० डिग्री तर बराबर परिमाणको, क्षेत्र अण्डाकार ध्रुवीकृत हुनेछ। समीकरण (४) द्वारा वर्णन गरिएको +z दिशामा यात्रा गर्ने समतल तरंगको विद्युतीय क्षेत्रलाई विचार गर्दा:
विद्युतीय क्षेत्र भेक्टरको टुप्पोले मान्ने बिन्दुको लोकस चित्र ५ मा दिइएको छ।
चित्र ५. अण्डाकार ध्रुवीकरण तरंग विद्युत क्षेत्रलाई प्रम्प्ट गर्नुहोस्। (४)।
चित्र ५ मा रहेको क्षेत्र घडीको विपरीत दिशामा यात्रा गरिरहेको छ भने, स्क्रिनबाट बाहिर निस्केको खण्डमा दायाँ-हाते अण्डाकार हुनेछ। यदि विद्युतीय क्षेत्र भेक्टर विपरीत दिशामा घुम्छ भने, क्षेत्र बायाँ-हाते अण्डाकार ध्रुवीकृत हुनेछ।
यसबाहेक, अण्डाकार ध्रुवीकरणले यसको विक्षिप्ततालाई जनाउँछ। प्रमुख र माइनर अक्षहरूको आयामसँग विक्षिप्तताको अनुपात। उदाहरणका लागि, समीकरण (४) बाट तरंग विक्षिप्तता १/०.३= ३.३३ हो। अण्डाकार ध्रुवीकृत तरंगहरूलाई प्रमुख अक्षको दिशाद्वारा थप वर्णन गरिएको छ। तरंग समीकरण (४) मा मुख्यतया x-अक्ष मिलेर बनेको अक्ष हुन्छ। ध्यान दिनुहोस् कि प्रमुख अक्ष कुनै पनि समतल कोणमा हुन सक्छ। कोण X, Y वा Z अक्षमा फिट हुन आवश्यक छैन। अन्तमा, यो ध्यान दिनु महत्त्वपूर्ण छ कि गोलाकार र रेखीय ध्रुवीकरण दुवै अण्डाकार ध्रुवीकरणका विशेष केसहरू हुन्। १.० विक्षिप्त अण्डाकार ध्रुवीकृत तरंग एक गोलाकार ध्रुवीकृत तरंग हो। अनन्त विक्षिप्तता भएका अण्डाकार ध्रुवीकृत तरंगहरू। रेखीय ध्रुवीकृत तरंगहरू।
एन्टेना ध्रुवीकरण
अब हामी ध्रुवीकृत समतल तरंग विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रहरूको बारेमा सचेत छौं, एन्टेनाको ध्रुवीकरणलाई सरल रूपमा परिभाषित गरिएको छ।
एन्टेना ध्रुवीकरण एन्टेना टाढा-क्षेत्र मूल्याङ्कन, परिणामस्वरूप विकिरणित क्षेत्रको ध्रुवीकरण। त्यसकारण, एन्टेनाहरूलाई प्रायः "रेखीय ध्रुवीकृत" वा "दायाँ-हातको गोलाकार ध्रुवीकृत एन्टेना" को रूपमा सूचीबद्ध गरिन्छ।
एन्टेना सञ्चारको लागि यो सरल अवधारणा महत्त्वपूर्ण छ। पहिलो, तेर्सो ध्रुवीकृत एन्टेनाले ठाडो ध्रुवीकृत एन्टेनासँग सञ्चार गर्दैन। पारस्परिकता प्रमेयको कारणले गर्दा, एन्टेनाले ठ्याक्कै उस्तै तरिकाले प्रसारण र प्राप्त गर्दछ। त्यसकारण, ठाडो ध्रुवीकृत एन्टेनाहरूले ठाडो ध्रुवीकृत क्षेत्रहरू प्रसारण र प्राप्त गर्दछन्। त्यसकारण, यदि तपाईंले ठाडो ध्रुवीकृत तेर्सो ध्रुवीकृत एन्टेनालाई व्यक्त गर्ने प्रयास गर्नुभयो भने, त्यहाँ कुनै स्वागत हुनेछैन।
सामान्य अवस्थामा, कोण ( ) द्वारा एकअर्काको सापेक्षमा घुमाइएका दुई रेखीय ध्रुवीकृत एन्टेनाहरूको लागि, यो ध्रुवीकरण बेमेलको कारणले हुने पावर हानिलाई ध्रुवीकरण हानि कारक (PLF) द्वारा वर्णन गरिनेछ:
त्यसकारण, यदि दुई एन्टेनाहरूमा समान ध्रुवीकरण छ भने, तिनीहरूको विकिरण गर्ने इलेक्ट्रोन क्षेत्रहरू बीचको कोण शून्य हुन्छ र ध्रुवीकरण बेमेलको कारणले गर्दा कुनै शक्ति हानि हुँदैन। यदि एउटा एन्टेना ठाडो रूपमा ध्रुवीकृत छ र अर्को तेर्सो रूपमा ध्रुवीकृत छ भने, कोण ९० डिग्री हुन्छ, र कुनै पनि शक्ति स्थानान्तरण हुनेछैन।
नोट: फोनलाई आफ्नो टाउकोमाथि विभिन्न कोणहरूमा सार्दा कहिलेकाहीं किन रिसेप्शन बढाउन सकिन्छ भनेर व्याख्या हुन्छ। सेल फोन एन्टेनाहरू सामान्यतया रेखीय ध्रुवीकृत हुन्छन्, त्यसैले फोन घुमाउँदा प्रायः फोनको ध्रुवीकरणसँग मेल खान सक्छ, जसले गर्दा रिसेप्शनमा सुधार हुन्छ।
धेरै एन्टेनाहरूको लागि गोलाकार ध्रुवीकरण एक वांछनीय विशेषता हो। दुबै एन्टेनाहरू गोलाकार ध्रुवीकृत छन् र ध्रुवीकरण बेमेलको कारणले सिग्नल हानिबाट ग्रस्त छैनन्। GPS प्रणालीहरूमा प्रयोग हुने एन्टेनाहरू दायाँ-हात गोलाकार ध्रुवीकृत हुन्छन्।
अब मानौं कि रेखीय ध्रुवीकृत एन्टेनाले गोलाकार ध्रुवीकृत तरंगहरू प्राप्त गर्दछ। समान रूपमा, मानौं कि गोलाकार ध्रुवीकृत एन्टेनाले रेखीय ध्रुवीकृत तरंगहरू प्राप्त गर्ने प्रयास गर्दछ। परिणामस्वरूप ध्रुवीकरण हानि कारक के हो?
सम्झनुहोस् कि गोलाकार ध्रुवीकरण वास्तवमा दुई ओर्थोगोनल रेखीय ध्रुवीकृत तरंगहरू हुन्, चरण बाहिर ९० डिग्री। त्यसकारण, रेखीय ध्रुवीकृत (LP) एन्टेनाले गोलाकार ध्रुवीकृत (CP) तरंग चरण घटक मात्र प्राप्त गर्नेछ। त्यसकारण, LP एन्टेनामा ०.५ (-३dB) को ध्रुवीकरण बेमेल हानि हुनेछ। LP एन्टेना जुनसुकै कोणमा घुमाइए पनि यो सत्य हो। त्यसैले:
ध्रुवीकरण हानि कारकलाई कहिलेकाहीं ध्रुवीकरण दक्षता, एन्टेना बेमेल कारक, वा एन्टेना रिसेप्शन कारक भनिन्छ। यी सबै नामहरूले एउटै अवधारणालाई जनाउँछन्।
पोस्ट समय: डिसेम्बर-२२-२०२३
