Elektronesch Ingenieuren wëssen datt Antennen Signaler a Form vu Wellen vun elektromagnetescher (EM) Energie schécken a kréien, déi duerch de Maxwell seng Equatioune beschriwwe ginn. Wéi mat villen Themen kënnen dës Equatiounen, an d'Verbreedung, d'Eegeschafte vum Elektromagnetismus, op verschiddene Niveauen studéiert ginn, vu relativ qualitative Begrëffer bis komplex Equatiounen.
Et gi vill Aspekter vun der elektromagnéitescher Energieverbreedung, eent vun deenen ass Polariséierung, déi ënnerschiddlech Grad vun Impakt oder Suergen an Uwendungen an hiren Antennentwerfer hunn. D'Basisprinzipien vun der Polariséierung gëlle fir all elektromagnetesch Stralung, dorënner RF / Wireless, optesch Energie, a ginn dacks an opteschen Uwendungen benotzt.
Wat ass Antennepolariséierung?
Ier mir d'Polariséierung verstoen, musse mir als éischt d'Basisprinzipien vun elektromagnetesche Wellen verstoen. Dës Welle besteet aus elektresche Felder (E Felder) a Magnéitfelder (H Felder) a beweegen sech an eng Richtung. D'E- an H-Felder si senkrecht openeen an op d'Richtung vun der Fligerwellenverbreedung.
Polariséierung bezitt sech op den E-Feldplang aus der Perspektiv vum Signal Sender: fir horizontal Polariséierung wäert dat elektrescht Feld op der Säit an der horizontaler Ebene bewegen, während fir vertikal Polariséierung dat elektrescht Feld an der vertikaler Ebene erop an erof oszilléiert.( Figur 1).
Figur 1: Elektromagnetesch Energiewellen besteet aus géigesäiteg senkrecht E- an H-Feldkomponenten
Linear Polariséierung a Kreespolariséierung
Polariséierungsmodi enthalen déi folgend:
An der Basis linearer Polariséierung sinn déi zwou méiglech Polarisatioune orthogonal (senkrecht) openeen (Figur 2). An der Theorie wäert eng horizontal polariséiert Empfangsantenne net e Signal vun enger vertikal polariséierter Antenne "gesinn" a vice versa, och wa béid op der selwechter Frequenz funktionnéieren. Wat se besser ausgeriicht sinn, wat méi Signal erfaasst gëtt, an d'Energietransfer gëtt maximéiert wann d'Polarisatioune passen.
Figur 2: Linearer Polariséierung bitt zwou Polariséierungsoptiounen am richtege Wénkel openeen
Déi schräg Polariséierung vun der Antenne ass eng Zort linear Polariséierung. Wéi Basis horizontal a vertikal Polariséierung, mécht dës Polariséierung nëmme Sënn an engem terrestreschen Ëmfeld. Schräg Polariséierung ass an engem Winkel vun ± 45 Grad zum horizontalen Referenzfläch. Och wann dëst wierklech nëmmen eng aner Form vu linear Polariséierung ass, bezitt de Begrëff "linear" normalerweis nëmmen op horizontal oder vertikal polariséiert Antennen.
Trotz e puer Verloschter, Signaler geschéckt (oder kritt) vun enger diagonaler Antenne sinn machbar mat nëmmen horizontal oder vertikal polariséiert Antennen. Schräg polariséiert Antennen sinn nëtzlech wann d'Polariséierung vun enger oder zwou Antennen onbekannt ass oder während der Benotzung ännert.
Kreesfërmeg Polariséierung (CP) ass méi komplex wéi linear Polariséierung. An dësem Modus rotéiert d'Polariséierung representéiert vum E Feldvektor wéi d'Signal propagéiert. Wann Dir no riets rotéiert (kuckt aus dem Sender), gëtt d'kreesfërmeg Polariséierung riets-Hand kreesfërmeg Polariséierung (RHCP) genannt; wann lénks gedréint, lénkshand kreesfërmeg Polariséierung (LHCP) (Figur 3)
Figur 3: An kreesfërmeg Polarisatioun, der E Feld Vecteure vun enger elektromagnetescher Welle rotéiert; dëser Rotatioun kann riets- oder lénkshand ginn
E CP-Signal besteet aus zwee orthogonale Wellen déi aus der Phase sinn. Dräi Konditioune sinn erfuerderlech fir e CP Signal ze generéieren. D'E Feld muss aus zwee orthogonal Komponente besteet; déi zwee Komponente mussen 90 Grad aus der Phase sinn a gläich Amplituden. En einfache Wee fir CP ze generéieren ass eng helical Antenne ze benotzen.
Elliptesch Polariséierung (EP) ass eng Zort CP. Elliptesch polariséiert Wellen sinn de Gewënn produzéiert vun zwou linear polariséiert Wellen, wéi CP Wellen. Wann zwou géigesäiteg senkrecht linear polariséiert Wellen mat ongläiche Amplituden kombinéiert ginn, gëtt eng elliptesch polariséiert Welle produzéiert.
De Polariséierungsmëssmatch tëscht Antennen gëtt vum Polariséierungsverloschtfaktor (PLF) beschriwwen. Dëse Parameter gëtt an Dezibel (dB) ausgedréckt an ass eng Funktioun vum Ënnerscheed am Polariséierungswinkel tëscht den Sender- an Empfangsantennen. Theoretesch kann de PLF variéieren vun 0 dB (kee Verloscht) fir eng perfekt ausgeriicht Antenne bis onendlech dB (onendlech Verloscht) fir eng perfekt orthogonal Antenne.
A Wierklechkeet ass awer d'Ausrichtung (oder Mëssverstäerkung) vun der Polariséierung net perfekt, well déi mechanesch Positioun vun der Antenne, Benotzerverhalen, Kanalverzerrung, Multipath Reflexiounen an aner Phänomener e puer Wénkelverzerrung vum iwwerdroen elektromagnetesche Feld verursaache kënnen. Ufank, gëtt et 10 - 30 dB oder méi vun Signal Kräiz-Polariséierung "Leckage" vun der orthogonal Polariséierung, déi an e puer Fäll genuch kann mat der Erhuelung vun der gewënschte Signal Amëschung.
Am Géigesaz, kann den aktuellen PLF fir zwou ausgeriicht Antennen mat idealer Polariséierung 10 dB, 20 dB oder méi grouss sinn, ofhängeg vun den Ëmstänn, a kann d'Signal Erhuelung behënneren. An anere Wierder, ongewollt Kräizpolariséierung a PLF kënne béid Weeër funktionnéieren andeems se mam gewënschten Signal stéieren oder déi gewënscht Signalstäerkt reduzéieren.
Firwat këmmere sech ëm Polariséierung?
D'Polariséierung funktionnéiert op zwou Weeër: wat méi ausgeriicht zwou Antennen sinn an déiselwecht Polariséierung hunn, wat besser d'Stäerkt vum kritt Signal ass. Ëmgekéiert mécht eng schlecht Polariséierungsausrichtung et méi schwéier fir Empfänger, entweder virgesinn oder net zefridden, genuch vum Interessisignal opzehuelen. A ville Fäll verzerrt de "Kanal" déi iwwerdroe Polariséierung, oder eng oder zwou Antennen sinn net an enger fixer statesch Richtung.
D'Wiel vun der Polariséierung fir ze benotzen ass normalerweis vun der Installatioun oder atmosphäresche Bedéngungen bestëmmt. Zum Beispill, eng horizontal polariséiert Antenne wäert besser Leeschtung a seng Polariséierung behalen wann se no bei der Plafong installéiert ass; ëmgedréit, eng vertikal polariséiert Antenne wäert besser Leeschtung a seng Polarisatioun Leeschtung behalen wann se no bei enger Säit Mauer installéiert.
Déi wäit benotzt Dipolantenne (einfach oder gefaltet) ass horizontal polariséiert a senger "normaler" Montéierungsorientéierung (Figur 4) a gëtt dacks 90 Grad rotéiert fir vertikal Polariséierung z'iwwerhuelen wann néideg oder fir e bevorzugt Polariséierungsmodus z'ënnerstëtzen (Figur 5).
Figur 4: Eng Dipolantenne ass normalerweis horizontal op hirem Mast montéiert fir eng horizontal Polariséierung ze bidden
Figur 5: Fir Uwendungen, déi vertikal Polariséierung erfuerderen, kann d'Dipolantenne deementspriechend montéiert ginn, wou d'Antenne fält
Vertikal Polariséierung gëtt allgemeng fir handheld mobil Radios benotzt, sou wéi déi vun den éischte Responderen benotzt, well vill vertikal polariséiert Radioantennentwerfer och en omnidirektional Stralungsmuster ubidden. Dofir mussen esou Antennen net nei orientéiert ginn, och wann d'Richtung vum Radio an der Antenne ännert.
3 - 30 MHz Héichfrequenz (HF) Frequenzantennen ginn typesch als einfache laange Drot konstruéiert, déi horizontal tëscht Klammern zesummegestrach sinn. Seng Längt gëtt vun der Wellelängt bestëmmt (10 - 100 m). Dës Zort Antenne ass natierlech horizontal polariséiert.
Et ass derwäert ze notéieren datt d'Bezeechnung vun dëser Band als "Héichfrequenz" viru Joerzéngte ugefaang huet, wéi 30 MHz wierklech héich Frequenz war. Och wann dës Beschreiwung elo als aktuell ausgesäit, ass et eng offiziell Bezeechnung vun der International Telecommunications Union a gëtt nach ëmmer vill benotzt.
Déi bevorzugt Polariséierung kann op zwou Weeër bestëmmt ginn: entweder d'Benotzung vu Buedemwellen fir méi staark Kuerzbereich-Signalisatioun duerch Sendungsausrüstung mat der 300 kHz - 3 MHz Mediumwelle (MW) Band, oder benotzt Himmelwellen fir méi laang Distanzen duerch d'Ionosphär Link. Am Allgemengen, vertikal polariséiert Antennen hunn eng besser Buedemwellenausbreedung, während horizontal polariséiert Antennen eng besser Himmelwellleistung hunn.
Kreesfërmeg Polariséierung gëtt vill fir Satellitte benotzt, well d'Orientéierung vum Satellit par rapport zu de Buedemstatiounen an aner Satellitte stänneg ännert. D'Effizienz tëscht Send- an Empfangsantennen ass am gréissten wa béid kreesfërmeg polariséiert sinn, awer linear polariséiert Antennen kënne mat CP Antennen benotzt ginn, obwuel et e Polariséierungsverloschtfaktor gëtt.
Polariséierung ass och wichteg fir 5G Systemer. E puer 5G Multiple-Input / Multiple-Output (MIMO) Antennenarrays erreechen e verstäerkten Duerchgang andeems Dir Polariséierung benotzt fir de verfügbare Spektrum méi effizient ze benotzen. Dëst gëtt erreecht mat enger Kombinatioun vu verschiddene Signalpolarisatiounen a raimlecher Multiplexing vun den Antennen (Raumdiversitéit).
De System kann zwee Datestroum vermëttelen, well d'Datestroum duerch onofhängeg orthogonal polariséiert Antennen verbonne sinn a kënnen onofhängeg erëmfonnt ginn. Och wann e puer Kräizpolariséierung existéiert wéinst Wee- a Kanalverzerrung, Reflexiounen, Multipath, an aner Mängel, benotzt den Empfänger sophistikéiert Algorithmen fir all originell Signal ze recuperéieren, wat zu nidderegen Bitfehlerraten (BER) a schlussendlech verbessert Spektrumnutzung resultéiert.
zu Conclusioun
Polariséierung ass eng wichteg Antenneeigenschaft déi dacks iwwersinn gëtt. Linear (och horizontal a vertikal) Polariséierung, Schräg Polariséierung, kreesfërmeg Polariséierung an elliptesch Polariséierung gi fir verschidden Uwendungen benotzt. D'Gamme vun Enn-zu-Enn RF Leeschtung eng Antenne kann erreechen hänkt vu senger relativer Orientéierung an Ausriichtung of. Standard Antennen hu verschidde Polarisatiounen a si gëeegent fir verschidden Deeler vum Spektrum, déi déi bevorzugt Polariséierung fir d'Zilapplikatioun ubidden.
Produkter recommandéiert:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parameteren | Typesch | Unitéiten |
| Frequenzbereich | 20-30 | GHz |
| Gewënn | 15 Typ. | dBi |
| VSWR | 1.3 Typ. | |
| Polariséierung | Dual Linear | |
| Kräiz Pol. Isoléierung | 60 Typ. | dB |
| Port Isolatioun | 70 Typ. | dB |
| Connector | SMA-Female | |
| Material | Al | |
| Ofschloss | Faarwen | |
| Gréisst(L*W*H) | 83,9*39,6*69,4(±5) | mm |
| Gewiicht | 0,074 | kg |
| RM-BDHA118-10 Präis | ||
| Artikel | Spezifizéierung | Eenheet |
| Frequenzbereich | 1-18 | GHz |
| Gewënn | 10 Typ. | dBi |
| VSWR | 1.5 Typ. | |
| Polariséierung | Linear | |
| Kräiz Po. Isoléierung | 30 Typ. | dB |
| Connector | SMA-Weiblech | |
| Ofschloss | Pnet | |
| Material | Al | |
| Gréisst(L*W*H) | 182,4*185,1*116,6(±5) | mm |
| Gewiicht | 0,603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 Fotoen | ||
| Parameteren | Typesch | Unitéiten |
| Frequenzbereich | 2-18 | GHz |
| Gewënn | 15 Typ. | dBi |
| VSWR | 1.5 Typ. |
|
| Polariséierung | Dual Linear |
|
| Kräiz Pol. Isoléierung | 40 | dB |
| Port Isolatioun | 40 | dB |
| Connector | SMA-F |
|
| Uewerfläch Behandlung | Pnet |
|
| Gréisst(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Gewiicht | 0,945 | kg |
| Material | Al |
|
| Operatioun Temperatur | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parameteren | Typesch | Unitéiten |
| Frequenzbereich | 93-95 | GHz |
| Gewënn | 22 Typ. | dBi |
| VSWR | 1.3 Typ. |
|
| Polariséierung | Dual Linear |
|
| Kräiz Pol. Isoléierung | 60 Typ. | dB |
| Port Isolatioun | 67 Typ. | dB |
| Connector | WR10 |
|
| Material | Cu |
|
| Ofschloss | Golden |
|
| Gréisst(L*W*H) | 69,3*19,1*21,2 (±5) | mm |
| Gewiicht | 0,015 | kg |
Post Zäit: Apr-11-2024
