L'ingegneri elettronici sapemu chì l'antenne mandanu è ricevenu segnali in forma di onde d'energia elettromagnetica (EM) descritte da l'equazioni di Maxwell.Cum'è cù parechji sughjetti, sti equazioni, è a propagazione, proprietà di l'elettromagnetismu, ponu esse studiati à diversi livelli, da termini relativamente qualitativi à equazioni cumplessi.
Ci sò parechji aspetti di a propagazione di l'energia elettromagnetica, unu di i quali hè a polarizazione, chì pò avè varii gradi d'impattu o preoccupazione in l'applicazioni è i so disinni di l'antenna.I principii basi di polarizazione s'applicanu à tutte e radiazioni elettromagnetiche, cumprese RF / wireless, energia ottica, è sò spessu usati in applicazioni ottiche.
Cosa hè a polarizazione di l'antenna?
Prima di capiscenu a polarizazione, duvemu prima capisce i principii basi di l'onda elettromagnetica.Queste onde sò cumposti da campi elettrici (campi E) è campi magnetichi (campi H) è si movenu in una direzzione.I campi E è H sò perpendiculari l'un à l'altru è à a direzzione di a propagazione di l'onda piana.
A polarizazione si riferisce à u pianu E-campu da a perspettiva di u trasmettitore di signale: per a polarizazione horizontale, u campu elettricu si moverà lateralmente in u pianu horizontale, mentre chì per a polarizazione verticale, u campu elettricu oscillarà in u pianu verticale. figura 1).
Figura 1: Onde di energia elettromagnetica sò cumposti da cumpunenti di campu E è H mutualmente perpendiculari
Polarizazione lineare è polarizazione circular
I modi di polarizazione includenu i seguenti:
In a polarizazione lineale basica, e duie polarizazione pussibuli sò ortogonali (perpendiculari) l'una à l'altru (Figura 2).In teoria, una antenna di ricezione polarizzata horizontale ùn "vede" micca un signalu da una antenna polarizzata verticalmente è vice versa, ancu s'è i dui operanu à a listessa frequenza.U megliu sò allineati, u più signale hè catturatu, è u trasferimentu di energia hè maximizatu quandu i polarizazione currispondenu.
Figura 2: A polarizazione lineare furnisce duie opzioni di polarizazione à l'angulu rettu unu à l'altru
A polarizazione obliqua di l'antenna hè un tipu di polarizazione lineale.Cum'è a polarizazione horizontale è verticale di basa, sta polarizazione hè sensu solu in un ambiente terrestre.A polarizazione obliqua hè in un angolo di ± 45 gradi à u pianu di riferimentu horizontale.Mentre chì questu hè veramente una altra forma di polarizazione lineale, u terminu "lineare" si riferisce solu à l'antenni polarizati orizontali o verticali.
Malgradu qualchì perdita, i signali mandati (o ricivuti) da una antenna diagonale sò fattibili solu cù antenne polarizzate orizontali o verticali.L'antenni polarizzati oblicumente sò utili quandu a polarizazione di una o di e duie antenne hè scunnisciuta o cambia durante l'usu.
A polarizazione circular (CP) hè più cumplessa di a polarizazione lineare.In questu modu, a polarizazione rapprisintata da u vettore di u campu E gira mentre u signale si propaga.Quandu hè rotatu à a diritta (fighjendu da u trasmettitore), a polarizazione circular hè chjamata polarizazione circular di destra (RHCP);quandu giratu à a manca, polarizazione circular di manca (LHCP) (Figura 3)
Figura 3: In polarizazione circular, u vettore di campu E di una onda elettromagnetica gira;sta rotazione pò esse diritta o manca
Un signalu CP hè custituitu da duie onde ortogonali chì sò fora di fase.Trè cundizioni sò necessarii per generà un signalu CP.U campu E deve esse cumpostu di dui cumpunenti ortogonali;i dui cumpunenti deve esse 90 gradi fora di fasa è uguali in amplitude.Un modu simplice per generà CP hè di utilizà una antenna elicoidale.
A polarizazione ellittica (EP) hè un tipu di CP.Onde polarizzate ellitticamente sò u guadagnu pruduciutu da duie onde polarizzate linearmente, cum'è onde CP.Quandu duie onde polarizzate linearmente perpendiculari reciprocamente cù ampiezza ineguali sò cumminate, si produce un'onda polarizzata ellittica.
A discrepanza di polarizazione trà l'antenne hè descritta da u fattore di perdita di polarizazione (PLF).Stu paràmetru hè spressu in decibels (dB) è hè una funzione di a diffarenza di l'angolo di polarizazione trà l'antenna trasmittente è ricevente.In teoria, u PLF pò varià da 0 dB (senza perdita) per una antenna perfettamente allinata à infinitu dB (perdita infinita) per una antenna perfettamente ortogonale.
In a realtà, però, l'allineamentu (o misalignment) di polarizazione ùn hè micca perfettu perchè a pusizione meccanica di l'antenna, u cumpurtamentu di l'utilizatori, a distorsione di u canali, i riflessi multipath, è altri fenomeni ponu causà una certa distorsione angulare di u campu elettromagneticu trasmessu.In principiu, ci sarà 10 - 30 dB o più di signali cross-polarization "filtrazione" da a polarizazione ortogonale, chì in certi casi pò esse abbastanza per interferiscenu cù a ricuperazione di u signale desideratu.
In cuntrastu, u PLF attuale per duie antenne allineate cù polarizazione ideale pò esse 10 dB, 20 dB, o più grande, secondu e circustanze, è pò impedisce a ricuperazione di u signale.In altre parolle, a polarizazione incruciata è PLF pò travaglià in i dui modi interferendu cù u signale desideratu o riducendu a forza di u signale desideratu.
Perchè a cura di a polarizazione?
A polarizazione travaglia in dui maneri: u più allinatu duie antenne sò è anu a listessa polarizazione, megliu a forza di u signale ricevutu.À u cuntrariu, l'allineamentu di polarizazione poveru rende più difficiuli per i receptori, intesu o insatisfatti, per catturà abbastanza di u signale di interessu.In parechji casi, u "canale" distorte a polarizazione trasmessa, o una o duie antenne ùn sò micca in una direzzione statica fissa.
L'scelta di quale polarizazione aduprà hè di solitu determinata da a stallazione o e cundizioni atmosferiche.Per esempiu, una antenna polarizzata orizontale farà megliu è mantene a so polarizazione quandu installata vicinu à u tettu;à u cuntrariu, una antenna polarizzata verticalmente farà megliu è mantene a so prestazione di polarizazione quandu installata vicinu à un muru laterale.
L'antenna dipolu largamente usata (chiara o plegata) hè polarizzata orizzontalmente in a so orientazione di muntatura "normale" (Figura 4) è hè spessu rotata 90 gradi per assume a polarizazione verticale quandu hè necessariu o per sustene un modu di polarizazione preferitu (Figura 5).
Figura 4: Una antenna dipole hè generalmente muntata orizontale nantu à u so mastru per furnisce a polarizazione horizontale
Figura 5: Per l'applicazioni chì necessitanu polarizazione verticale, l'antenna dipolu pò esse muntata in cunfurmità induve l'antenna cattura.
A polarizazione verticale hè comunmente aduprata per i radios mobili portatili, cum'è quelli utilizati da i primi rispunsevuli, perchè parechji disinni di antenne radio polarizzate verticalmente furniscenu ancu un mudellu di radiazione omnidirezionale.Dunque, tali antenne ùn anu micca esse riorientate ancu s'è a direzzione di a radiu è l'antenna cambia.
L'antenne di frequenza 3 - 30 MHz d'alta frequenza (HF) sò tipicamente custruite cum'è semplici fili lunghi infilati inseme horizontalmente trà parentesi.A so lunghezza hè determinata da a lunghezza d'onda (10 - 100 m).Stu tipu d'antenna hè naturalmente polarizzata orizzontalmente.
Vale a pena nutà chì riferite à sta banda cum'è "alta frequenza" hà iniziatu decennii fà, quandu 30 MHz era veramente alta frequenza.Ancu se sta descrizzione pare avà obsoleta, hè una designazione ufficiale da l'Unione Internaziunale di Telecomunicazioni è hè sempre largamente usata.
A polarizazione preferita pò esse determinata in dui maneri: o utilizendu onde di terra per una signalazione più forte di corta distanza da l'equipaggiu di trasmissione chì utilizanu a banda d'onda media (MW) 300 kHz - 3 MHz, o utilizendu onde di u celu per distanze più longu attraversu u Link ionosfera.In generale, l'antenne polarizzate verticalmente anu una migliore propagazione di l'onda di terra, mentre chì l'antenne polarizzate orizzontalmente anu un megliu rendimentu di l'onda di u celu.
A polarizazione circular hè largamente usata per i satelliti perchè l'orientazione di u satellitu relative à stazioni di terra è altri satelliti hè in constantemente cambiante.L'efficienza trà l'antenne di trasmissione è di ricezione hè più grande quandu i dui sò polarizzati circularmente, ma l'antenne polarizzate linearmente ponu esse aduprate cù antenne CP, ancu s'ellu ci hè un fattore di perdita di polarizazione.
A polarizazione hè ancu impurtante per i sistemi 5G.Alcune matrici d'antenne 5G multi-input/multiple-output (MIMO) ottennu un rendimentu aumentatu usendu polarizazione per utilizà in modu più efficiente u spettru dispunibule.Questu hè ottenutu utilizendu una cumminazione di diverse polarizazione di signali è multiplexing spaziale di l'antenne (diversità spaziale).
U sistema pò trasmette dui flussi di dati perchè i flussi di dati sò cunnessi da antenne polarizzate ortogonali indipendenti è ponu esse recuperati indipindente.Ancu s'ellu esiste una certa polarizazione incruciata per via di a distorsione di u canali è di u canali, riflessioni, multipath, è altre imperfezioni, u receptore impiega algoritmi sofisticati per ricuperà ogni signalu originale, risultatu in bassu tassi d'errore di bit (BER) è, in ultimamente, l'utilizazione di u spettru migliuratu.
in cunclusioni
A polarizazione hè una pruprietà di l'antenna impurtante chì hè spessu trascurata.A polarizazione lineare (inclusa l'orizzontale è verticale), a polarizazione obliqua, a polarizazione circular è a polarizazione ellittica sò aduprate per diverse applicazioni.A gamma di prestazioni RF end-to-end chì una antenna pò ottene dipende da a so orientazione è allineamentu relative.L'antenni standard anu polarizazione diffirenti è sò adattati per diverse parti di u spettru, chì furnisce a polarizazione preferita per l'applicazione di destinazione.
Prudutti cunsigliati:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parametri | Tipica | Unità |
| Gamma di Frequency | 20-30 | GHz |
| Guadagnà | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tipu. | |
| Polarizazione | Dual Lineare | |
| Cross Pol.Isulamentu | 60 tip. | dB |
| Isolamentu portu | 70 tip. | dB |
| Connettore | SMA-Female | |
| Materiale | Al | |
| Finitura | Pittura | |
| Taglia(L*W*H) | 83,9 * 39,6 * 69,4 (±5) | mm |
| Pesu | 0,074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Articulu | Specificazione | Unità |
| Gamma di Frequency | 1-18 | GHz |
| Guadagnà | 10 Tipu. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tip. | |
| Polarizazione | Lineare | |
| Croce Po.Isulamentu | 30 Tip. | dB |
| Connettore | SMA-Femmina | |
| Finitura | Paint | |
| Materiale | Al | |
| Taglia(L*W*H) | 182,4 * 185,1 * 116,6 (±5) | mm |
| Pesu | 0,603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Parametri | Tipica | Unità |
| Gamma di Frequency | 2-18 | GHz |
| Guadagnà | 15 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tip. |
|
| Polarizazione | Dual Lineare |
|
| Cross Pol.Isulamentu | 40 | dB |
| Isolamentu portu | 40 | dB |
| Connettore | SMA-F |
|
| Trattamentu di a superficia | Paint |
|
| Taglia(L*W*H) | 276 * 147 * 147 (±5) | mm |
| Pesu | 0,945 | kg |
| Materiale | Al |
|
| Temperature di funziunamentu | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parametri | Tipica | Unità |
| Gamma di Frequency | 93-95 | GHz |
| Guadagnà | 22 Tip. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tipu. |
|
| Polarizazione | Dual Lineare |
|
| Cross Pol.Isulamentu | 60 tip. | dB |
| Isolamentu portu | 67 Tip. | dB |
| Connettore | WR10 |
|
| Materiale | Cu |
|
| Finitura | Golden |
|
| Taglia(L*W*H) | 69,3 * 19,1 * 21,2 (±5) | mm |
| Pesu | 0,015 | kg |
Tempu di post: Apr-11-2024
