మాక్స్వెల్ సమీకరణాల ద్వారా వివరించబడిన విద్యుదయస్కాంత (EM) శక్తి తరంగాల రూపంలో యాంటెనాలు సంకేతాలను పంపుతాయని మరియు స్వీకరిస్తాయని ఎలక్ట్రానిక్ ఇంజనీర్లకు తెలుసు. అనేక అంశాల మాదిరిగానే, ఈ సమీకరణాలు మరియు విద్యుదయస్కాంతత్వం యొక్క ప్రచారం, లక్షణాలను సాపేక్షంగా గుణాత్మక పదాల నుండి సంక్లిష్ట సమీకరణాల వరకు వివిధ స్థాయిలలో అధ్యయనం చేయవచ్చు.
విద్యుదయస్కాంత శక్తి వ్యాప్తికి అనేక అంశాలు ఉన్నాయి, వాటిలో ఒకటి ధ్రువణత, ఇది అనువర్తనాలు మరియు వాటి యాంటెన్నా డిజైన్లలో వివిధ స్థాయిల ప్రభావం లేదా ఆందోళనను కలిగి ఉంటుంది. ధ్రువణత యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాలు RF/వైర్‌లెస్, ఆప్టికల్ శక్తితో సహా అన్ని విద్యుదయస్కాంత వికిరణాలకు వర్తిస్తాయి మరియు తరచుగా ఆప్టికల్ అప్లికేషన్లలో ఉపయోగించబడతాయి.
యాంటెన్నా ధ్రువణత అంటే ఏమిటి?
ధ్రువణాన్ని అర్థం చేసుకునే ముందు, మనం మొదట విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ప్రాథమిక సూత్రాలను అర్థం చేసుకోవాలి. ఈ తరంగాలు విద్యుత్ క్షేత్రాలు (E క్షేత్రాలు) మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలు (H క్షేత్రాలు) కలిగి ఉంటాయి మరియు ఒకే దిశలో కదులుతాయి. E మరియు H క్షేత్రాలు ఒకదానికొకటి లంబంగా మరియు సమతల తరంగ ప్రచారం దిశకు ఉంటాయి.
సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిటర్ దృక్కోణం నుండి ధ్రువణత అనేది E-ఫీల్డ్ ప్లేన్‌ను సూచిస్తుంది: క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణత కోసం, విద్యుత్ క్షేత్రం క్షితిజ సమాంతర ప్లేన్‌లో పక్కకు కదులుతుంది, అయితే నిలువు ధ్రువణత కోసం, విద్యుత్ క్షేత్రం నిలువు ప్లేన్‌లో పైకి క్రిందికి డోలనం చెందుతుంది. (మూర్తి 1).
చిత్రం 1: విద్యుదయస్కాంత శక్తి తరంగాలు పరస్పరం లంబంగా ఉండే E మరియు H క్షేత్ర భాగాలను కలిగి ఉంటాయి.
లీనియర్ ధ్రువణత మరియు వృత్తాకార ధ్రువణత
ధ్రువణ రీతుల్లో ఈ క్రిందివి ఉన్నాయి:
ప్రాథమిక లీనియర్ ధ్రువణీకరణలో, రెండు సాధ్యమైన ధ్రువణాలు ఒకదానికొకటి లంబంగా (లంబంగా) ఉంటాయి (చిత్రం 2). సిద్ధాంతపరంగా, క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణ స్వీకరించే యాంటెన్నా నిలువుగా ధ్రువణ యాంటెన్నా నుండి సిగ్నల్‌ను "చూడదు" మరియు రెండూ ఒకే పౌనఃపున్యంలో పనిచేసినప్పటికీ, దీనికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది. అవి ఎంత బాగా సమలేఖనం చేయబడితే, ఎక్కువ సిగ్నల్ సంగ్రహించబడుతుంది మరియు ధ్రువణాలు సరిపోలినప్పుడు శక్తి బదిలీ గరిష్టంగా ఉంటుంది.
చిత్రం 2: లీనియర్ పోలరైజేషన్ ఒకదానికొకటి లంబ కోణంలో రెండు పోలరైజేషన్ ఎంపికలను అందిస్తుంది.
యాంటెన్నా యొక్క వాలుగా ఉండే ధ్రువణత అనేది ఒక రకమైన సరళ ధ్రువణత. ప్రాథమిక క్షితిజ సమాంతర మరియు నిలువు ధ్రువణత వలె, ఈ ధ్రువణత భూసంబంధమైన వాతావరణంలో మాత్రమే అర్ధవంతంగా ఉంటుంది. వాలుగా ఉండే ధ్రువణత క్షితిజ సమాంతర సూచన సమతలానికి ±45 డిగ్రీల కోణంలో ఉంటుంది. ఇది నిజంగా సరళ ధ్రువణత యొక్క మరొక రూపం అయినప్పటికీ, "సరళ" అనే పదం సాధారణంగా క్షితిజ సమాంతరంగా లేదా నిలువుగా ధ్రువీకరించబడిన యాంటెన్నాలను మాత్రమే సూచిస్తుంది.
కొన్ని నష్టాలు ఉన్నప్పటికీ, వికర్ణ యాంటెన్నా ద్వారా పంపబడిన (లేదా స్వీకరించబడిన) సంకేతాలు అడ్డంగా లేదా నిలువుగా ధ్రువీకరించబడిన యాంటెన్నాలతో మాత్రమే సాధ్యమవుతాయి. ఒకటి లేదా రెండు యాంటెన్నాల ధ్రువణత తెలియనప్పుడు లేదా ఉపయోగంలో మారినప్పుడు వాలుగా ధ్రువీకరించబడిన యాంటెన్నాలు ఉపయోగపడతాయి.
వృత్తాకార ధ్రువణత (CP) లీనియర్ ధ్రువణత కంటే సంక్లిష్టమైనది. ఈ మోడ్‌లో, E ఫీల్డ్ వెక్టర్ ద్వారా సూచించబడిన ధ్రువణత సిగ్నల్ ప్రచారం చేస్తున్నప్పుడు తిరుగుతుంది. కుడి వైపుకు తిప్పినప్పుడు (ట్రాన్స్మిటర్ నుండి బయటకు చూస్తే), వృత్తాకార ధ్రువణాన్ని కుడి చేతి వృత్తాకార ధ్రువణత (RHCP) అంటారు; ఎడమ వైపుకు తిప్పినప్పుడు, ఎడమ చేతి వృత్తాకార ధ్రువణత (LHCP) (చిత్రం 3)
చిత్రం 3: వృత్తాకార ధ్రువణతలో, విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క E క్షేత్ర వెక్టర్ తిరుగుతుంది; ఈ భ్రమణం కుడిచేతి వాటం లేదా ఎడమచేతి వాటం కావచ్చు.
ఒక CP సిగ్నల్ దశ వెలుపల ఉన్న రెండు ఆర్తోగోనల్ తరంగాలను కలిగి ఉంటుంది. CP సిగ్నల్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి మూడు పరిస్థితులు అవసరం. E ఫీల్డ్ రెండు ఆర్తోగోనల్ భాగాలను కలిగి ఉండాలి; రెండు భాగాలు దశ వెలుపల 90 డిగ్రీలు మరియు వ్యాప్తిలో సమానంగా ఉండాలి. CPని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక సులభమైన మార్గం హెలికల్ యాంటెన్నాను ఉపయోగించడం.
ఎలిప్టికల్ పోలరైజేషన్ (EP) అనేది ఒక రకమైన CP. ఎలిప్టికల్ పోలరైజేషన్ తరంగాలు అంటే CP తరంగాల మాదిరిగానే రెండు లీనియర్‌గా పోలరైజేషన్ తరంగాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన లాభం. అసమాన యాంప్లిట్యూడ్‌లు కలిగిన రెండు పరస్పరం లంబంగా ఉన్న లీనియర్‌గా పోలరైజేషన్ తరంగాలను కలిపినప్పుడు, ఒక ఎలిప్టికల్‌గా పోలరైజేషన్ తరంగం ఉత్పత్తి అవుతుంది.
యాంటెన్నాల మధ్య ధ్రువణ అసమతుల్యతను ధ్రువణ నష్ట కారకం (PLF) ద్వారా వివరించబడింది. ఈ పరామితి డెసిబెల్స్ (dB)లో వ్యక్తీకరించబడింది మరియు ఇది ప్రసార మరియు స్వీకరించే యాంటెన్నాల మధ్య ధ్రువణ కోణంలో వ్యత్యాసం యొక్క విధి. సిద్ధాంతపరంగా, PLF సంపూర్ణంగా సమలేఖనం చేయబడిన యాంటెన్నాకు 0 dB (నష్టం లేదు) నుండి సంపూర్ణ ఆర్తోగోనల్ యాంటెన్నాకు అనంతమైన dB (అనంత నష్టం) వరకు ఉంటుంది.
అయితే, వాస్తవానికి, ధ్రువణత యొక్క అమరిక (లేదా తప్పుగా అమర్చడం) పరిపూర్ణంగా లేదు ఎందుకంటే యాంటెన్నా యొక్క యాంత్రిక స్థానం, వినియోగదారు ప్రవర్తన, ఛానల్ వక్రీకరణ, మల్టీపాత్ ప్రతిబింబాలు మరియు ఇతర దృగ్విషయాలు ప్రసారం చేయబడిన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క కొంత కోణీయ వక్రీకరణకు కారణమవుతాయి. ప్రారంభంలో, ఆర్తోగోనల్ ధ్రువణత నుండి 10 - 30 dB లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సిగ్నల్ క్రాస్-ధ్రువణ "లీకేజ్" ఉంటుంది, ఇది కొన్ని సందర్భాల్లో కావలసిన సిగ్నల్ పునరుద్ధరణకు అంతరాయం కలిగించడానికి సరిపోతుంది.
దీనికి విరుద్ధంగా, ఆదర్శ ధ్రువణతతో రెండు సమలేఖనం చేయబడిన యాంటెన్నాల కోసం వాస్తవ PLF పరిస్థితులను బట్టి 10 dB, 20 dB లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉండవచ్చు మరియు సిగ్నల్ రికవరీకి ఆటంకం కలిగించవచ్చు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, ఉద్దేశించని క్రాస్-పోలరైజేషన్ మరియు PLF కావలసిన సిగ్నల్‌తో జోక్యం చేసుకోవడం ద్వారా లేదా కావలసిన సిగ్నల్ బలాన్ని తగ్గించడం ద్వారా రెండు విధాలుగా పని చేయవచ్చు.
ధ్రువణత గురించి ఎందుకు పట్టించుకోవాలి?
ధ్రువణీకరణ రెండు విధాలుగా పనిచేస్తుంది: రెండు యాంటెనాలు ఎంత ఎక్కువగా సమలేఖనం చేయబడి, ఒకే ధ్రువణాన్ని కలిగి ఉంటే, అందుకున్న సిగ్నల్ బలం అంత మెరుగ్గా ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, పేలవమైన ధ్రువణ అమరిక రిసీవర్లకు, ఉద్దేశించిన లేదా సంతృప్తి చెందని, తగినంత ఆసక్తి గల సిగ్నల్‌ను సంగ్రహించడం కష్టతరం చేస్తుంది. చాలా సందర్భాలలో, "ఛానల్" ప్రసారం చేయబడిన ధ్రువణాన్ని వక్రీకరిస్తుంది లేదా ఒకటి లేదా రెండు యాంటెనాలు స్థిరమైన స్టాటిక్ దిశలో ఉండవు.
ఏ ధ్రువణాన్ని ఉపయోగించాలో ఎంపిక సాధారణంగా సంస్థాపన లేదా వాతావరణ పరిస్థితుల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణ యాంటెన్నా పైకప్పు దగ్గర ఇన్‌స్టాల్ చేయబడినప్పుడు మెరుగ్గా పనిచేస్తుంది మరియు దాని ధ్రువణతను నిర్వహిస్తుంది; దీనికి విరుద్ధంగా, నిలువుగా ధ్రువణ యాంటెన్నా పక్క గోడ దగ్గర ఇన్‌స్టాల్ చేయబడినప్పుడు మెరుగ్గా పనిచేస్తుంది మరియు దాని ధ్రువణ పనితీరును నిర్వహిస్తుంది.
విస్తృతంగా ఉపయోగించే డైపోల్ యాంటెన్నా (సాదా లేదా మడతపెట్టబడినది) దాని "సాధారణ" మౌంటు ఓరియంటేషన్‌లో క్షితిజ సమాంతరంగా ధ్రువీకరించబడింది (మూర్తి 4) మరియు అవసరమైనప్పుడు నిలువు ధ్రువణాన్ని ఊహించడానికి లేదా ఇష్టపడే ధ్రువణ మోడ్‌కు మద్దతు ఇవ్వడానికి తరచుగా 90 డిగ్రీలు తిప్పబడుతుంది (మూర్తి 5).
చిత్రం 4: క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణాన్ని అందించడానికి డైపోల్ యాంటెన్నా సాధారణంగా దాని మాస్ట్‌పై అడ్డంగా అమర్చబడుతుంది.
చిత్రం 5: నిలువు ధ్రువణత అవసరమయ్యే అప్లికేషన్ల కోసం, యాంటెన్నా పట్టుకున్న చోట డైపోల్ యాంటెన్నాను తదనుగుణంగా అమర్చవచ్చు.
లంబ ధ్రువణాన్ని సాధారణంగా హ్యాండ్‌హెల్డ్ మొబైల్ రేడియోలకు ఉపయోగిస్తారు, ఉదాహరణకు మొదటి ప్రతిస్పందనదారులు ఉపయోగించేవి, ఎందుకంటే అనేక నిలువుగా ధ్రువీకరించబడిన రేడియో యాంటెన్నా డిజైన్‌లు కూడా ఓమ్నిడైరెక్షనల్ రేడియేషన్ నమూనాను అందిస్తాయి. అందువల్ల, రేడియో మరియు యాంటెన్నా దిశ మారినప్పటికీ అటువంటి యాంటెన్నాలను తిరిగి మార్చాల్సిన అవసరం లేదు.
3 - 30 MHz హై ఫ్రీక్వెన్సీ (HF) ఫ్రీక్వెన్సీ యాంటెన్నాలు సాధారణంగా బ్రాకెట్ల మధ్య అడ్డంగా కలిసి ఉండే సాధారణ పొడవైన వైర్లుగా నిర్మించబడతాయి. దీని పొడవు తరంగదైర్ఘ్యం (10 - 100 మీ) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఈ రకమైన యాంటెన్నా సహజంగా అడ్డంగా ధ్రువణమవుతుంది.
ఈ బ్యాండ్‌ను "హై ఫ్రీక్వెన్సీ"గా పేర్కొనడం దశాబ్దాల క్రితం ప్రారంభమైంది, 30 MHz నిజానికి హై ఫ్రీక్వెన్సీగా ఉన్నప్పుడు. ఈ వివరణ ఇప్పుడు పాతదిగా కనిపిస్తున్నప్పటికీ, ఇది అంతర్జాతీయ టెలికమ్యూనికేషన్స్ యూనియన్ ద్వారా అధికారిక హోదా మరియు ఇప్పటికీ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది.
ప్రాధాన్య ధ్రువణాన్ని రెండు విధాలుగా నిర్ణయించవచ్చు: 300 kHz - 3 MHz మీడియం వేవ్ (MW) బ్యాండ్‌ని ఉపయోగించి ప్రసార పరికరాల ద్వారా బలమైన స్వల్ప-శ్రేణి సిగ్నలింగ్ కోసం గ్రౌండ్ వేవ్‌లను ఉపయోగించడం లేదా అయానోస్పియర్ లింక్ ద్వారా ఎక్కువ దూరాలకు స్కై వేవ్‌లను ఉపయోగించడం. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, నిలువుగా ధ్రువీకరించబడిన యాంటెన్నాలు మెరుగైన గ్రౌండ్ వేవ్ ప్రచారాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే క్షితిజ సమాంతరంగా ధ్రువీకరించబడిన యాంటెన్నాలు మెరుగైన స్కై వేవ్ పనితీరును కలిగి ఉంటాయి.
గ్రౌండ్ స్టేషన్లు మరియు ఇతర ఉపగ్రహాలకు సంబంధించి ఉపగ్రహం యొక్క ధోరణి నిరంతరం మారుతూ ఉంటుంది కాబట్టి వృత్తాకార ధ్రువణాన్ని ఉపగ్రహాలకు విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తారు. ట్రాన్స్మిట్ మరియు రిసీవ్ యాంటెన్నాల మధ్య సామర్థ్యం రెండూ వృత్తాకార ధ్రువణమైనప్పుడు ఎక్కువగా ఉంటుంది, కానీ ధ్రువణ నష్ట కారకం ఉన్నప్పటికీ, సరళ ధ్రువణ యాంటెన్నాలను CP యాంటెన్నాలతో ఉపయోగించవచ్చు.
5G వ్యవస్థలకు ధ్రువణత కూడా ముఖ్యమైనది. కొన్ని 5G బహుళ-ఇన్‌పుట్/బహుళ-అవుట్‌పుట్ (MIMO) యాంటెన్నా శ్రేణులు అందుబాటులో ఉన్న స్పెక్ట్రమ్‌ను మరింత సమర్థవంతంగా ఉపయోగించుకోవడానికి ధ్రువణాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా పెరిగిన నిర్గమాంశను సాధిస్తాయి. విభిన్న సిగ్నల్ ధ్రువణీకరణలు మరియు యాంటెన్నాల ప్రాదేశిక మల్టీప్లెక్సింగ్ (స్పేస్ వైవిధ్యం) కలయికను ఉపయోగించి దీనిని సాధించవచ్చు.
డేటా స్ట్రీమ్‌లు స్వతంత్ర ఆర్తోగోనలీ పోలరైజ్డ్ యాంటెన్నాల ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు స్వతంత్రంగా తిరిగి పొందవచ్చు కాబట్టి ఈ సిస్టమ్ రెండు డేటా స్ట్రీమ్‌లను ప్రసారం చేయగలదు. పాత్ మరియు ఛానల్ వక్రీకరణ, ప్రతిబింబాలు, మల్టీపాత్ మరియు ఇతర అసంపూర్ణతల కారణంగా కొంత క్రాస్-పోలరైజేషన్ ఉన్నప్పటికీ, ప్రతి అసలు సిగ్నల్‌ను తిరిగి పొందడానికి రిసీవర్ అధునాతన అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగిస్తుంది, ఫలితంగా తక్కువ బిట్ ఎర్రర్ రేట్లు (BER) మరియు చివరికి మెరుగైన స్పెక్ట్రమ్ వినియోగం ఏర్పడుతుంది.
ముగింపులో
ధ్రువణత అనేది తరచుగా విస్మరించబడే ఒక ముఖ్యమైన యాంటెన్నా లక్షణం. లీనియర్ (క్షితిజ సమాంతర మరియు నిలువుతో సహా) ధ్రువణత, వాలుగా ఉండే ధ్రువణత, వృత్తాకార ధ్రువణత మరియు దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణత వేర్వేరు అనువర్తనాలకు ఉపయోగించబడతాయి. ఒక యాంటెన్నా సాధించగల ఎండ్-టు-ఎండ్ RF పనితీరు పరిధి దాని సాపేక్ష ధోరణి మరియు అమరికపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రామాణిక యాంటెనాలు వేర్వేరు ధ్రువణతలను కలిగి ఉంటాయి మరియు స్పెక్ట్రం యొక్క వివిధ భాగాలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి, లక్ష్య అనువర్తనానికి ప్రాధాన్యత గల ధ్రువణాన్ని అందిస్తాయి.
సిఫార్సు చేయబడిన ఉత్పత్తులు:
| RM-DPHA2030-15 పరిచయం | ||
| పారామితులు | సాధారణం | యూనిట్లు |
| ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి | 20-30 | గిగాహెర్ట్జ్ |
| లాభం | 15 రకం. | dBi |
| వి.ఎస్.డబ్ల్యు.ఆర్. | 1.3 రకం. | |
| ధ్రువణత | ద్వంద్వ లీనియర్ | |
| క్రాస్ పోల్. ఐసోలేషన్ | 60 రకం. | dB |
| పోర్ట్ ఐసోలేషన్ | 70 రకం. | dB |
| కనెక్టర్ | SMA తెలుగు in లో-Fఎమేల్ | |
| మెటీరియల్ | Al | |
| పూర్తి చేస్తోంది | పెయింట్ | |
| పరిమాణం(ఎల్*డబ్ల్యూ*హెచ్) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| బరువు | 0.074 తెలుగు in లో | kg |
| RM-BDHA118-10 పరిచయం | ||
| అంశం | స్పెసిఫికేషన్ | యూనిట్ |
| ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి | 1-18 | గిగాహెర్ట్జ్ |
| లాభం | 10 రకం. | dBi |
| వి.ఎస్.డబ్ల్యు.ఆర్. | 1.5 రకం. | |
| ధ్రువణత | లీనియర్ | |
| క్రాస్ పో. ఐసోలేషన్ | 30 రకం. | dB |
| కనెక్టర్ | SMA-స్త్రీ | |
| పూర్తి చేస్తోంది | Pకాదు | |
| మెటీరియల్ | Al | |
| పరిమాణం(ఎల్*డబ్ల్యూ*హెచ్) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| బరువు | 0.603 తెలుగు in లో | kg |
| RM-CDPHA218-15 పరిచయం | ||
| పారామితులు | సాధారణం | యూనిట్లు |
| ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి | 2-18 | గిగాహెర్ట్జ్ |
| లాభం | 15 రకం. | dBi |
| వి.ఎస్.డబ్ల్యు.ఆర్. | 1.5 రకం. |
|
| ధ్రువణత | ద్వంద్వ లీనియర్ |
|
| క్రాస్ పోల్. ఐసోలేషన్ | 40 | dB |
| పోర్ట్ ఐసోలేషన్ | 40 | dB |
| కనెక్టర్ | SMA-F తెలుగు in లో |
|
| ఉపరితల చికిత్స | Pకాదు |
|
| పరిమాణం(ఎల్*డబ్ల్యూ*హెచ్) | 276*147*147(±5) | mm |
| బరువు | 0.945 మెక్సికో | kg |
| మెటీరియల్ | Al |
|
| నిర్వహణ ఉష్ణోగ్రత | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 పరిచయం | ||
| పారామితులు | సాధారణం | యూనిట్లు |
| ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి | 93-95 | గిగాహెర్ట్జ్ |
| లాభం | 22 రకం. | dBi |
| వి.ఎస్.డబ్ల్యు.ఆర్. | 1.3 రకం. |
|
| ధ్రువణత | ద్వంద్వ లీనియర్ |
|
| క్రాస్ పోల్. ఐసోలేషన్ | 60 రకం. | dB |
| పోర్ట్ ఐసోలేషన్ | 67 రకం. | dB |
| కనెక్టర్ | WR10 తెలుగు in లో |
|
| మెటీరియల్ | Cu |
|
| పూర్తి చేస్తోంది | బంగారు రంగు |
|
| పరిమాణం(ఎల్*డబ్ల్యూ*హెచ్) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| బరువు | 0.015 తెలుగు | kg |
పోస్ట్ సమయం: ఏప్రిల్-11-2024
