A polarizazione hè una di e caratteristiche basi di l'antenne. Prima avemu bisognu di capiscenu a polarizazione di l'onda piana. Pudemu allora discutiri i tipi principali di polarizazione di l'antenna.
polarizazione lineari
Cuminceremu à capisce a polarizazione di una onda elettromagnetica piana.
Un'onda elettromagnetica planare (EM) hà parechje caratteristiche. U primu hè chì u putere viaghja in una direzzione (nessun campu cambia in duie direzzione ortogonali). Siconda, u campu elettricu è u campu magneticu sò perpendiculari à l'altri è ortogonali à l'altri. I campi elettrici è magnetichi sò perpendiculari à a direzzione di a propagazione di l'onda piana. Per esempiu, cunzidira un campu elettricu unica freccia (campu E) datu da l'equazioni (1). U campu elettromagneticu viaghja in a direzzione + z. U campu elettricu hè direttu in a direzzione + x. U campu magneticu hè in a direzzione +y.
In l'equazioni (1), osservate a notazione: . Questu hè un vettore unità (un vettore di lunghezza), chì dice chì u puntu di u campu elettricu hè in a direzzione x. L'onda piana hè illustrata in Figura 1.
figura 1. Rappresentazione grafica di u campu elettricu chì viaghja in a direzzione + z.
A polarizazione hè a traccia è a forma di propagazione (contornu) di un campu elettricu. Per esempiu, cunzidira l'equazioni di u campu elettricu di l'onda piana (1). Observeremu a pusizione induve u campu elettricu hè (X,Y,Z) = (0,0,0) in funzione di u tempu. L'amplitude di stu campu hè tracciata in Figura 2, in parechji casi in u tempu. Le champ oscille à la fréquence « F ».
figura 2. Observe u campu elettricu (X, Y, Z) = (0,0,0) à i tempi diffirenti.
U campu elettricu hè osservatu à l'urigine, oscillante avanti è avanti in amplitude. U campu elettricu hè sempre longu l'assi X indicatu. Siccomu u campu elettricu hè mantinutu longu à una sola linea, stu campu pò esse dichjaratu chì hè polarizatu linearmente. Inoltre, se l'assi X hè parallelu à a terra, stu campu hè ancu scrittu cum'è polarizatu horizontalmente. Se u campu hè orientatu annantu à l'assi Y, l'onda pò esse dichjaratu polarizzata verticalmente.
L'onde polarizzate lineari ùn anu micca bisognu di esse dirette longu un assi horizontale o verticale. Per esempiu, una onda di campu elettricu cù una limitazione chì si trova nantu à una linea cum'è mostra in a Figura 3 seria ancu polarizzata linearmente.
image 3. L'amplitude di u campu elettricu di una onda polarizzata linearmente chì a trajectoria hè un angulu.
U campu elettricu in Figura 3 pò esse discrittu da l'equazioni (2). Avà ci hè un cumpunente x è y di u campu elettricu. I dui cumpunenti sò uguali in grandezza.
Una cosa da nutà nantu à l'equazione (2) hè u cumpunente xy è i campi elettroni in a seconda tappa. Questu significa chì i dui cumpunenti anu sempre a listessa amplitude.
polarizazione circular
Avà assume chì u campu elettricu di una onda piana hè datu da l'equazioni (3):
In questu casu, l'elementi X è Y sò 90 gradi fora di fasa. Se u campu hè osservatu cum'è (X, Y, Z) = (0,0,0) di novu cum'è prima, a curva di u campu elettricu versus u tempu apparirà cum'è mostra sottu in Figura 4.
Figura 4. Forza di u campu elettricu (X, Y, Z) = (0,0,0) duminiu EQ. (3).
U campu elettricu in Figura 4 gira in un circhiu. Stu tipu di campu hè discrittu cum'è una onda polarizzata circularmente. Per a polarizazione circular, i seguenti criterii deve esse cumpletu:
- Standard per a polarizazione circular
- U campu elettricu deve avè dui cumpunenti ortogonali (perpendiculari).
- I cumpunenti ortogonali di u campu elettricu deve avè ampiezza uguali.
- I cumpunenti di quadratura deve esse 90 gradi fora di fasa.
Se viaghja nantu à u screnu Wave Figure 4, a rotazione di u campu si dice chì hè in senso antiorario è polarizatu circularly right-handed (RHCP). Se u campu hè rotatu in u sensu orariu, u campu serà polarizazione circular di manca (LHCP).
Polarizazione ellittica
Se u campu elettricu hà dui cumpunenti perpendiculari, 90 gradi fora di fasa ma di uguale magnitudine, u campu serà polarizatu ellitticamenti. Cunsiderendu u campu elettricu di una onda piana chì viaghja in a direzzione +z, descritta da l'Equazione (4):
U locu di u puntu à quale a punta di u vettore di campu elettricu assumerà hè datu in Figura 5
Figura 5. Campu elettricu d'onda di polarizazione ellittica pronta. (4).
U campu in a Figura 5, chì viaghja in una direzzione antioraria, seria ellittica à a manu dritta se viaghja fora di u screnu. Se u vettore di u campu elettricu gira in a direzzione opposta, u campu serà polarizatu ellitticamenti a manca.
Inoltre, a polarizazione ellittica si riferisce à a so eccentricità. U rapportu di l'eccentricità à l'amplitude di l'assi maiò è minore. Per esempiu, l'eccentricità d'onda da l'equazione (4) hè 1/0,3 = 3,33. Onde polarizzate ellitticamente sò descritte in più da a direzzione di l'assi maiò. L'equazione d'onda (4) hà un assi cumpostu principalmente di l'asse x. Nota chì l'assi maiò pò esse in ogni angolo di pianu. L'angolo ùn hè micca necessariu per adattà l'assi X, Y o Z. Infine, hè impurtante nutà chì a polarizazione circular è lineale sò casi speciali di polarizazione ellittica. 1.0 onda polarizzata ellittica eccentrica è un'onda polarizzata circolare. Onde polarizzate ellitticamente con eccentricità infinita. Onde polarizzate linearmente.
Polarizazione di l'antenna
Avà chì simu cunuscenti di i campi elettromagnetici polarizzati d'onda piana, a polarizazione di una antenna hè simplicemente definita.
Polarizazione di l'antenna Una valutazione di l'antenna luntanu, a polarizazione di u campu radiatu risultatu. Dunque, l'antenne sò spessu listate cum'è "polarizzate linearmente" o "antenne polarizzate circularmente destra".
Stu cuncettu simplice hè impurtante per a cumunicazione di l'antenna. Prima, una antenna polarizzata horizontalmente ùn cumunicà micca cù una antenna polarizzata verticalmente. A causa di u teorema di reciprocità, l'antenna trasmette è riceve esattamente in u listessu modu. Dunque, l'antenne polarizzate verticalmente trasmettenu è ricevenu campi polarizati verticalmente. Dunque, se pruvate di trasmette una antenna polarizzata verticalmente polarizzata horizontalmente, ùn ci sarà micca ricezione.
In u casu generale, per duie antenne polarizzate linearmenti rotate l'una à l'altru da un angolo ( ), a perdita di putenza dovuta à questa discrepanza di polarizazione serà descritta da u fattore di perdita di polarizazione (PLF):
Dunque, se duie antenne anu a listessa polarizazione, l'angulu trà i so campi di l'elettroni radianti hè zero è ùn ci hè micca perdita di putenza per causa di a polarizazione. Se una antenna hè polarizzata verticalmente è l'altra hè polarizzata horizontalmente, l'angolo hè di 90 gradi, è nisuna putenza serà trasferita.
NOTA: Sposta u telefuninu nantu à a testa in diverse anguli spiega perchè a ricezione pò esse aumentata. L'antenni di u telefuninu sò generalmente polarizzati linearmente, cusì a rotazione di u telefuninu pò spessu currisponde à a polarizazione di u telefuninu, migliurà cusì a ricezione.
A polarizazione circular hè una caratteristica desiderata di parechje antenne. E duie antenne sò polarizzate circularmente è ùn soffrenu micca di perdita di signale per via di una mancata polarizazione. L'antenni utilizati in i sistemi GPS sò polarizzati circularly right-hand.
Avà assume chì un'antenna polarizzata linearmente riceve onde polarizzate circularmente. Equivalentemente, assume chì una antenna polarizzata circularmente tenta di riceve onde polarizzate linearmente. Chì ghjè u fattore di perdita di polarizazione risultatu?
Ricurdativi chì a polarizazione circular hè in realtà duie onde ortogonali polarizzate linearmente, 90 gradi fora di fase. Dunque, un'antenna polarizzata linearmente (LP) riceverà solu a componente di fase d'onda polarizzata circularmente (CP). Dunque, l'antenna LP averà una perdita di polarizazione di 0.5 (-3dB). Questu hè veru qualunque sia l'angolo chì l'antenna LP hè rotata. dunque:
U fattore di perdita di polarizazione hè qualchì volta riferitu cum'è efficienza di polarizazione, fattore di discordanza di l'antenna, o fattore di ricezione di l'antenna. Tutti issi nomi riferenu à u listessu cuncettu.
Tempu di post: Dec-22-2023
