మాక్స్‌వెల్ సమీకరణాల ద్వారా వివరించబడిన విద్యుదయస్కాంత (EM) శక్తి తరంగాల రూపంలో యాంటెనాలు సంకేతాలను పంపుతాయని మరియు స్వీకరిస్తారని ఎలక్ట్రానిక్ ఇంజనీర్‌లకు తెలుసు. అనేక అంశాల మాదిరిగానే, ఈ సమీకరణాలు మరియు ప్రచారం, విద్యుదయస్కాంతత్వం యొక్క లక్షణాలు, సాపేక్షంగా గుణాత్మక పదాల నుండి సంక్లిష్ట సమీకరణాల వరకు వివిధ స్థాయిలలో అధ్యయనం చేయవచ్చు.
విద్యుదయస్కాంత శక్తి ప్రచారానికి అనేక అంశాలు ఉన్నాయి, వాటిలో ఒకటి ధ్రువణత, ఇది అప్లికేషన్‌లు 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 పోలరైజేషన్ అంటే ఏమిటి?
ధ్రువణాన్ని అర్థం చేసుకునే ముందు, మనం మొదట విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ప్రాథమిక సూత్రాలను అర్థం చేసుకోవాలి. ఈ తరంగాలు విద్యుత్ క్షేత్రాలు (E ఫీల్డ్‌లు) మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలు (H క్షేత్రాలు) కలిగి ఉంటాయి మరియు ఒక దిశలో కదులుతాయి. E మరియు H ఫీల్డ్‌లు ఒకదానికొకటి లంబంగా మరియు విమానం తరంగ ప్రచారం దిశకు లంబంగా ఉంటాయి.
ధ్రువణత అనేది సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిటర్ యొక్క దృక్కోణం నుండి E-ఫీల్డ్ ప్లేన్‌ను సూచిస్తుంది: క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణానికి, విద్యుత్ క్షేత్రం క్షితిజ సమాంతర సమతలంలో పక్కకు కదులుతుంది, అయితే నిలువు ధ్రువణత కోసం, విద్యుత్ క్షేత్రం నిలువు విమానంలో పైకి క్రిందికి డోలనం చేస్తుంది.( ఫిగర్ 1).
మూర్తి 1: విద్యుదయస్కాంత శక్తి తరంగాలు పరస్పరం లంబంగా ఉండే E మరియు H క్షేత్ర భాగాలను కలిగి ఉంటాయి
లీనియర్ పోలరైజేషన్ మరియు సర్క్యులర్ పోలరైజేషన్
పోలరైజేషన్ మోడ్‌లు క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి:
ప్రాథమిక లీనియర్ పోలరైజేషన్‌లో, రెండు సాధ్యం ధ్రువణాలు ఒకదానికొకటి ఆర్తోగోనల్ (లంబంగా) ఉంటాయి (మూర్తి 2). సిద్ధాంతంలో, క్షితిజ సమాంతరంగా ధ్రువీకరించబడిన స్వీకరించే యాంటెన్నా నిలువుగా ధ్రువపరచబడిన యాంటెన్నా నుండి సిగ్నల్‌ను "చూడదు" మరియు అదే పౌనఃపున్యం వద్ద పనిచేసినప్పటికీ దానికి విరుద్ధంగా ఉంటుంది. అవి ఎంత మెరుగ్గా సమలేఖనం చేయబడితే, ఎక్కువ సిగ్నల్ సంగ్రహించబడుతుంది మరియు ధ్రువణాలు సరిపోలినప్పుడు శక్తి బదిలీ గరిష్టంగా ఉంటుంది.
మూర్తి 2: లీనియర్ పోలరైజేషన్ ఒకదానికొకటి లంబ కోణంలో రెండు ధ్రువణ 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 ఉన్న ధ్రువణత క్షితిజ సమాంతర సూచన సమతలానికి ± 45 డిగ్రీల కోణంలో ఉంటుంది. ఇది నిజంగా లీనియర్ పోలరైజేషన్ యొక్క మరొక రూపం అయితే, "లీనియర్" 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 ఉన్న ధ్రువణ యాంటెనాలు ఉపయోగపడతాయి.
సర్క్యులర్ పోలరైజేషన్ (CP) అనేది లీనియర్ పోలరైజేషన్ కంటే చాలా క్లిష్టంగా ఉంటుంది. ఈ మోడ్‌లో, E ఫీల్డ్ వెక్టార్ ద్వారా సూచించబడే ధ్రువణత సిగ్నల్ వ్యాపించినప్పుడు తిరుగుతుంది. కుడివైపుకి తిప్పినప్పుడు (ట్రాన్స్మిటర్ నుండి బయటకు చూస్తున్నప్పుడు), వృత్తాకార ధ్రువణాన్ని కుడి చేతి వృత్తాకార ధ్రువణత (RHCP) అంటారు; ఎడమ వైపుకు తిప్పినప్పుడు, ఎడమ చేతి వృత్తాకార ధ్రువణత (LHCP) (మూర్తి 3)
మూర్తి 3: వృత్తాకార ధ్రువణతలో, విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క E ఫీల్డ్ వెక్టర్ తిరుగుతుంది; ఈ భ్రమణం కుడిచేతి లేదా ఎడమచేతి వాటం కావచ్చు
ఒక CP సిగ్నల్ రెండు ఆర్తోగోనల్ వేవ్‌లను కలిగి ఉంటుంది, అవి దశకు దూరంగా ఉన్నాయి. CP సిగ్నల్‌ను రూపొందించడానికి మూడు షరతులు అవసరం. E ఫీల్డ్ తప్పనిసరిగా రెండు ఆర్తోగోనల్ భాగాలను కలిగి ఉండాలి; రెండు భాగాలు తప్పనిసరిగా 90 డిగ్రీలు మరియు వ్యాప్తిలో సమానంగా ఉండాలి. CP ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక సాధారణ మార్గం హెలికల్ యాంటెన్నాను ఉపయోగించడం.
ఎలిప్టికల్ పోలరైజేషన్ (EP) అనేది ఒక రకమైన CP. దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణ తరంగాలు CP తరంగాల వంటి రెండు సరళ ధ్రువణ తరంగాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన లాభం. అసమాన వ్యాప్తితో రెండు పరస్పరం లంబంగా సరళ ధ్రువణ తరంగాలను కలిపినప్పుడు, దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణ తరంగం ఉత్పత్తి అవుతుంది.
యాంటెన్నాల మధ్య పోలరైజేషన్ అసమతుల్యత ధ్రువణ నష్ట కారకం (PLF) ద్వారా వివరించబడింది. ఈ పరామితి డెసిబెల్స్ (dB)లో వ్యక్తీకరించబడింది మరియు ప్రసారం చేసే మరియు స్వీకరించే యాంటెన్నాల మధ్య ధ్రువణ కోణంలో వ్యత్యాసం యొక్క విధి. సిద్ధాంతపరంగా, PLF సంపూర్ణంగా సమలేఖనం చేయబడిన యాంటెన్నా కోసం 0 dB (నష్టం లేదు) నుండి సంపూర్ణ ఆర్తోగోనల్ యాంటెన్నా కోసం అనంతమైన dB (అనంత నష్టం) వరకు ఉంటుంది.
వాస్తవానికి, అయితే, యాంటెన్నా యొక్క యాంత్రిక స్థానం, వినియోగదారు ప్రవర్తన, ఛానెల్ వక్రీకరణ, మల్టీపాత్ రిఫ్లెక్షన్‌లు మరియు ఇతర దృగ్విషయాలు ప్రసారం చేయబడిన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క కొంత కోణీయ వక్రీకరణకు కారణం కావచ్చు ఎందుకంటే, ధ్రువణత యొక్క అమరిక (లేదా తప్పుగా అమర్చడం) పరిపూర్ణంగా లేదు. ప్రారంభంలో, ఆర్తోగోనల్ పోలరైజేషన్ నుండి 10 - 30 dB లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సిగ్నల్ క్రాస్-పోలరైజేషన్ "లీకేజ్" ఉంటుంది, ఇది కొన్ని సందర్భాల్లో కావలసిన సిగ్నల్ యొక్క పునరుద్ధరణలో జోక్యం చేసుకోవడానికి సరిపోతుంది.
దీనికి విరుద్ధంగా, ఆదర్శ ధ్రువణతతో సమలేఖనం చేయబడిన రెండు యాంటెన్నాల కోసం వాస్తవ PLF పరిస్థితులను బట్టి 10 dB, 20 dB లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉండవచ్చు మరియు సిగ్నల్ రికవరీకి ఆటంకం కలిగించవచ్చు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, అనాలోచిత క్రాస్-పోలరైజేషన్ మరియు PLF కావలసిన సిగ్నల్‌తో జోక్యం చేసుకోవడం లేదా కావలసిన సిగ్నల్ బలాన్ని తగ్గించడం ద్వారా రెండు విధాలుగా పని చేయవచ్చు.
పోలరైజేషన్ గురించి ఎందుకు శ్రద్ధ వహించాలి?
ధ్రువణత రెండు విధాలుగా పని చేస్తుంది: రెండు యాంటెన్నాలు మరింత సమలేఖనం చేయబడ్డాయి మరియు ఒకే ధ్రువణాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అందుకున్న సిగ్నల్ యొక్క బలం మెరుగ్గా ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, పేలవమైన ధ్రువణ సమలేఖనం ఉద్దేశించిన లేదా సంతృప్తి చెందని రిసీవర్‌లకు ఆసక్తి యొక్క సిగ్నల్‌ను తగినంతగా సంగ్రహించడం కష్టతరం చేస్తుంది. అనేక సందర్భాల్లో, "ఛానల్" ప్రసారం చేయబడిన ధ్రువణాన్ని వక్రీకరిస్తుంది లేదా ఒకటి లేదా రెండు యాంటెన్నాలు స్థిర స్థిరమైన దిశలో లేవు.
ఏ ధ్రువణాన్ని ఉపయోగించాలనే ఎంపిక సాధారణంగా సంస్థాపన లేదా వాతావరణ పరిస్థితుల ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణ యాంటెన్నా మెరుగ్గా పని చేస్తుంది మరియు పైకప్పుకు సమీపంలో వ్యవస్థాపించబడినప్పుడు దాని ధ్రువణాన్ని నిర్వహిస్తుంది; దీనికి విరుద్ధంగా, నిలువుగా పోలరైజ్ చేయబడిన యాంటెన్నా మెరుగ్గా పని చేస్తుంది మరియు పక్క గోడ దగ్గర ఇన్‌స్టాల్ చేసినప్పుడు దాని ధ్రువణ పనితీరును నిర్వహిస్తుంది.
విస్తృతంగా ఉపయోగించే ద్విధ్రువ యాంటెన్నా (సాదా లేదా మడతపెట్టిన) దాని "సాధారణ" మౌంటు ధోరణిలో (మూర్తి 4) అడ్డంగా ధ్రువపరచబడుతుంది మరియు అవసరమైనప్పుడు నిలువు ధ్రువణాన్ని ఊహించడానికి లేదా ఇష్టపడే ధ్రువణ మోడ్‌కు మద్దతు ఇవ్వడానికి తరచుగా 90 డిగ్రీలు తిప్పబడుతుంది (మూర్తి 5).
మూర్తి 4: క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణాన్ని అందించడానికి ద్విధ్రువ యాంటెన్నా సాధారణంగా దాని మాస్ట్‌పై అడ్డంగా అమర్చబడుతుంది
మూర్తి 5: వర్టికల్ పోలరైజేషన్ అవసరమయ్యే అప్లికేషన్‌ల కోసం, యాంటెన్నా పట్టుకునే చోట ద్విధ్రువ యాంటెన్నాను అమర్చవచ్చు
వర్టికల్ పోలరైజేషన్ సాధారణంగా హ్యాండ్‌హెల్డ్ మొబైల్ రేడియోల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది, ఉదాహరణకు మొదటి ప్రతిస్పందనదారులు ఉపయోగించేవి, ఎందుకంటే అనేక నిలువుగా ధ్రువణ రేడియో యాంటెన్నా డిజైన్‌లు కూడా ఓమ్నిడైరెక్షనల్ రేడియేషన్ నమూనాను అందిస్తాయి. అందువల్ల, రేడియో మరియు యాంటెన్నా యొక్క దిశ మారినప్పటికీ, అటువంటి యాంటెన్నాలను తిరిగి మార్చవలసిన అవసరం లేదు.
3 - 30 MHz హై ఫ్రీక్వెన్సీ (HF) ఫ్రీక్వెన్సీ యాంటెనాలు సాధారణంగా బ్రాకెట్‌ల మధ్య అడ్డంగా కలిసి ఉండే సాధారణ పొడవైన వైర్లు వలె నిర్మించబడతాయి. దీని పొడవు తరంగదైర్ఘ్యం (10 - 100 మీ) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఈ రకమైన యాంటెన్నా సహజంగా క్షితిజ సమాంతరంగా ధ్రువపరచబడుతుంది.
ఈ బ్యాండ్‌ను "హై ఫ్రీక్వెన్సీ"గా సూచించడం దశాబ్దాల క్రితం ప్రారంభమైంది, 30 MHz నిజానికి అధిక పౌనఃపున్యం. ఈ వివరణ ఇప్పుడు పాతదిగా కనిపించినప్పటికీ, 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 భూమి తరంగాలను ఉపయోగించడం లేదా అయానోస్పియర్ లింక్ ద్వారా ఎక్కువ దూరం కోసం ఆకాశ తరంగాలను ఉపయోగించడం. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, నిలువుగా పోలరైజ్ చేయబడిన యాంటెన్నాలు మెరుగైన గ్రౌండ్ వేవ్ ప్రచారాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణ యాంటెనాలు మెరుగైన స్కై వేవ్ పనితీరును కలిగి ఉంటాయి.
వృత్తాకార ధ్రువణాన్ని ఉపగ్రహాల కోసం విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు, ఎందుకంటే గ్రౌండ్ స్టేషన్‌లు మరియు ఇతర ఉపగ్రహాలకు సంబంధించి ఉపగ్రహం యొక్క ధోరణి నిరంతరం మారుతూ ఉంటుంది. రెండూ వృత్తాకారంగా ధ్రువీకరించబడినప్పుడు ప్రసారం మరియు స్వీకరించే యాంటెన్నాల మధ్య సామర్థ్యం ఎక్కువగా ఉంటుంది, అయితే ధ్రువణ నష్ట కారకం ఉన్నప్పటికీ, CP యాంటెన్నాలతో సరళ ధ్రువణ యాంటెన్నాలను ఉపయోగించవచ్చు.
5G సిస్టమ్‌లకు పోలరైజేషన్ కూడా ముఖ్యమైనది. కొన్ని 5G బహుళ-ఇన్‌పుట్/మల్టిపుల్-అవుట్‌పుట్ (MIMO) యాంటెన్నా శ్రేణులు అందుబాటులో ఉన్న స్పెక్ట్రమ్‌ను మరింత సమర్ధవంతంగా ఉపయోగించుకోవడానికి ధ్రువణాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా పెరిగిన నిర్గమాంశను సాధిస్తాయి. వివిధ సిగ్నల్ ధ్రువణాలు మరియు యాంటెన్నాల యొక్క ప్రాదేశిక మల్టీప్లెక్సింగ్ (స్పేస్ డైవర్సిటీ) కలయికను ఉపయోగించి ఇది సాధించబడుతుంది.
సిస్టమ్ రెండు డేటా స్ట్రీమ్‌లను ప్రసారం చేయగలదు ఎందుకంటే డేటా స్ట్రీమ్‌లు స్వతంత్ర ఆర్తోగోనల్ పోలరైజ్డ్ యాంటెన్నాల ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు స్వతంత్రంగా తిరిగి పొందవచ్చు. మార్గం మరియు ఛానెల్ వక్రీకరణ, ప్రతిబింబాలు, మల్టీపాత్ మరియు ఇతర లోపాల కారణంగా కొంత క్రాస్-పోలరైజేషన్ ఉన్నప్పటికీ, రిసీవర్ ప్రతి అసలైన సిగ్నల్‌ను పునరుద్ధరించడానికి అధునాతన అల్గారిథమ్‌లను ఉపయోగిస్తుంది, దీని ఫలితంగా తక్కువ బిట్ ఎర్రర్ రేట్లు (BER) మరియు చివరికి స్పెక్ట్రమ్ వినియోగం మెరుగుపడుతుంది.
ముగింపులో
ధ్రువణత అనేది ఒక ముఖ్యమైన యాంటెన్నా ఆస్తి, ఇది తరచుగా పట్టించుకోదు. లీనియర్ (క్షితిజ సమాంతర మరియు నిలువుతో సహా) ధ్రువణత, ఏటవాలు ధ్రువణత, వృత్తాకార ధ్రువణత మరియు దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణత వివిధ అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగించబడతాయి. యాంటెన్నా సాధించగల ఎండ్-టు-ఎండ్ RF పనితీరు పరిధి దాని సాపేక్ష ధోరణి మరియు అమరికపై ఆధారపడి ఉంటుంది. స్టాండర్డ్ యాంటెన్నాలు వేర్వేరు ధ్రువణాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు స్పెక్ట్రమ్‌లోని వివిధ భాగాలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి, లక్ష్య అప్లికేషన్‌కు ప్రాధాన్య ధ్రువణాన్ని అందిస్తాయి.
సిఫార్సు చేయబడిన ఉత్పత్తులు:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| పారామితులు | విలక్షణమైనది | యూనిట్లు |
| ఫ్రీక్వెన్సీ రేంజ్ | 20-30 | GHz |
| లాభం | 15 టైప్ చేయండి. | dBi |
| VSWR | 1.3 టైప్ | |
| పోలరైజేషన్ | ద్వంద్వ లీనియర్ | |
| క్రాస్ పోల్. విడిగా ఉంచడం | 60 టైప్. | dB |
| పోర్ట్ ఐసోలేషన్ | 70 టైప్. | dB |
| కనెక్టర్ | SMA-Fఎమేల్ | |
| మెటీరియల్ | Al | |
| పూర్తి చేస్తోంది | పెయింట్ చేయండి | |
| పరిమాణం(L*W*H) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| బరువు | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| అంశం | స్పెసిఫికేషన్ | యూనిట్ |
| ఫ్రీక్వెన్సీ రేంజ్ | 1-18 | GHz |
| లాభం | 10 టైప్ చేయండి. | dBi |
| VSWR | 1.5 రకం. | |
| పోలరైజేషన్ | లీనియర్ | |
| క్రాస్ పో. విడిగా ఉంచడం | 30 టైప్. | dB |
| కనెక్టర్ | SMA-మహిళ | |
| పూర్తి చేస్తోంది | Pకాదు | |
| మెటీరియల్ | Al | |
| పరిమాణం(L*W*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| బరువు | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| పారామితులు | విలక్షణమైనది | యూనిట్లు |
| ఫ్రీక్వెన్సీ రేంజ్ | 2-18 | GHz |
| లాభం | 15 టైప్ చేయండి. | dBi |
| VSWR | 1.5 రకం. |
|
| పోలరైజేషన్ | ద్వంద్వ లీనియర్ |
|
| క్రాస్ పోల్. విడిగా ఉంచడం | 40 | dB |
| పోర్ట్ ఐసోలేషన్ | 40 | dB |
| కనెక్టర్ | SMA-F |
|
| ఉపరితల చికిత్స | Pకాదు |
|
| పరిమాణం(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| బరువు | 0.945 | kg |
| మెటీరియల్ | Al |
|
| ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| పారామితులు | విలక్షణమైనది | యూనిట్లు |
| ఫ్రీక్వెన్సీ రేంజ్ | 93-95 | GHz |
| లాభం | 22 టైప్. | dBi |
| VSWR | 1.3 టైప్ |
|
| పోలరైజేషన్ | ద్వంద్వ లీనియర్ |
|
| క్రాస్ పోల్. విడిగా ఉంచడం | 60 టైప్. | dB |
| పోర్ట్ ఐసోలేషన్ | 67 టైప్. | dB |
| కనెక్టర్ | WR10 |
|
| మెటీరియల్ | Cu |
|
| పూర్తి చేస్తోంది | బంగారు రంగు |
|
| పరిమాణం(L*W*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| బరువు | 0.015 | kg |
పోస్ట్ సమయం: ఏప్రిల్-11-2024
