యాంటెనాలు మాక్స్వెల్ సమీకరణాల ద్వారా వివరించబడిన విద్యుదయస్కాంత (EM) శక్తి తరంగాల రూపంలో సంకేతాలను పంపుతాయని మరియు స్వీకరిస్తాయని ఎలక్ట్రానిక్ ఇంజనీర్లకు తెలుసు. అనేక ఇతర అంశాల మాదిరిగానే, ఈ సమీకరణాలను, మరియు విద్యుదయస్కాంతత్వం యొక్క ప్రసరణ, ధర్మాలను సాపేక్షంగా గుణాత్మక పదాల నుండి సంక్లిష్ట సమీకరణాల వరకు వివిధ స్థాయిలలో అధ్యయనం చేయవచ్చు.
విద్యుదయస్కాంత శక్తి ప్రసరణలో అనేక అంశాలు ఉన్నాయి, వాటిలో ఒకటి ధ్రువణత (పోలరైజేషన్). ఇది అనువర్తనాలలో మరియు వాటి యాంటెన్నా రూపకల్పనలలో వివిధ స్థాయిలలో ప్రభావాన్ని లేదా ఆందోళనను కలిగిస్తుంది. ధ్రువణత యొక్క ప్రాథమిక సూత్రాలు RF/వైర్లెస్, ఆప్టికల్ శక్తితో సహా అన్ని విద్యుదయస్కాంత వికిరణాలకు వర్తిస్తాయి మరియు తరచుగా ఆప్టికల్ అనువర్తనాలలో 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 క్షేత్రాలతో (H క్షేత్రాలు) కూడి ఉంటాయి మరియు ఒకే దిశలో ప్రయాణిస్తాయి. E మరియు H క్షేత్రాలు ఒకదానికొకటి మరియు సమతల తరంగ ప్రసరణ దిశకు లంబంగా ఉంటాయి.
ధ్రువణత అనేది సిగ్నల్ ట్రాన్స్మిటర్ దృక్కోణం నుండి E-క్షేత్ర తలాన్ని సూచిస్తుంది: క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణత కోసం, విద్యుత్ క్షేత్రం క్షితిజ సమాంతర తలంలో ప్రక్కలకు కదులుతుంది, అయితే నిలువు ధ్రువణత కోసం, విద్యుత్ క్షేత్రం నిలువు తలంలో పైకి క్రిందికి డోలనం చేస్తుంది. (పటం 1).
పటం 1: విద్యుదయస్కాంత శక్తి తరంగాలు పరస్పరం లంబంగా ఉండే E మరియు H క్షేత్ర భాగాలను కలిగి ఉంటాయి.
రేఖీయ ధ్రువీకరణ మరియు వృత్తాకార ధ్రువీకరణ
పోలరైజేషన్ మోడ్లలో ఈ క్రిందివి ఉన్నాయి:
ప్రాథమిక రేఖీయ ధ్రువణంలో, సాధ్యమయ్యే రెండు ధ్రువణాలు ఒకదానికొకటి లంబంగా (ఆర్థోగోనల్) ఉంటాయి (పటం 2). సిద్ధాంతపరంగా, క్షితిజసమాంతర ధ్రువణం గల స్వీకరించే యాంటెన్నా, నిలువు ధ్రువణం గల యాంటెన్నా నుండి వచ్చే సిగ్నల్ను "చూడదు", మరియు దీనికి విరుద్ధంగా కూడా, రెండూ ఒకే ఫ్రీక్వెన్సీలో పనిచేస్తున్నప్పటికీ. అవి ఎంత బాగా అమర్చబడితే, అంత ఎక్కువ సిగ్నల్ సంగ్రహించబడుతుంది, మరియు ధ్రువణాలు సరిపోలినప్పుడు శక్తి బదిలీ గరిష్ఠంగా ఉంటుంది.
పటం 2: రేఖీయ ధ్రువీకరణం ఒకదానికొకటి లంబ కోణంలో రెండు ధ్రువీకరణ ఎంపికలను అందిస్తుంది
యాంటెన్నా యొక్క ఏటవాలు ధ్రువీకరణ అనేది ఒక రకమైన రేఖీయ ధ్రువీకరణ. ప్రాథమిక క్షితిజ సమాంతర మరియు నిలువు ధ్రువీకరణల వలె, ఈ ధ్రువీకరణ కూడా భూసంబంధమైన వాతావరణంలో మాత్రమే అర్థవంతంగా ఉంటుంది. ఏటవాలు ధ్రువీకరణ అనేది క్షితిజ సమాంతర సూచన తలానికి ±45 డిగ్రీల కోణంలో ఉంటుంది. ఇది నిజానికి రేఖీయ ధ్రువీకరణ యొక్క మరొక రూపమే అయినప్పటికీ, "రేఖీయ" అనే పదం సాధారణంగా క్షితిజ సమాంతరంగా లేదా నిలువుగా ధ్రువీకరించబడిన యాంటెన్నాలను మాత్రమే సూచిస్తుంది.
కొన్ని నష్టాలు ఉన్నప్పటికీ, వికర్ణ యాంటెన్నా ద్వారా పంపబడిన (లేదా స్వీకరించబడిన) సంకేతాలు క్షితిజసమాంతరంగా లేదా నిలువుగా ధ్రువణమైన యాంటెన్నాలతో మాత్రమే సాధ్యమవుతాయి. ఒకటి లేదా రెండు యాంటెన్నాల ధ్రువణత తెలియని సందర్భంలో లేదా ఉపయోగంలో ఉన్నప్పుడు మారినప్పుడు ఏటవాలుగా ధ్రువణమైన యాంటెన్నాలు ఉపయోగపడతాయి.
వృత్తాకార ధ్రువణత (CP) రేఖీయ ధ్రువణత కంటే సంక్లిష్టమైనది. ఈ మోడ్లో, సిగ్నల్ ప్రసరిస్తున్న కొద్దీ E ఫీల్డ్ వెక్టర్ ద్వారా సూచించబడిన ధ్రువణత తిరుగుతుంది. కుడివైపుకు తిరిగినప్పుడు (ట్రాన్స్మిటర్ నుండి బయటకు చూసినప్పుడు), వృత్తాకార ధ్రువణతను కుడిచేతి వృత్తాకార ధ్రువణత (RHCP) అని అంటారు; ఎడమవైపుకు తిరిగినప్పుడు, ఎడమచేతి వృత్తాకార ధ్రువణత (LHCP) అని అంటారు (పటం 3).
పటం 3: వృత్తాకార ధ్రువీకరణలో, విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క E క్షేత్ర సదిశ తిరుగుతుంది; ఈ భ్రమణం కుడిచేతి లేదా ఎడమచేతిది కావచ్చు.
ఒక CP సిగ్నల్ అనేది దశలో తేడా ఉన్న రెండు లంబ తరంగాలను కలిగి ఉంటుంది. ఒక CP సిగ్నల్ను ఉత్పత్తి చేయడానికి మూడు షరతులు అవసరం. E క్షేత్రం రెండు లంబ భాగాలను కలిగి ఉండాలి; ఆ రెండు భాగాలు 90 డిగ్రీల దశలో తేడా కలిగి, వ్యాప్తిలో సమానంగా ఉండాలి. CPని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఒక సులభమైన మార్గం హెలికల్ యాంటెన్నాను ఉపయోగించడం.
దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణత (EP) అనేది ఒక రకమైన CP. దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణ తరంగాలు అనేవి CP తరంగాల వంటి రెండు రేఖీయ ధ్రువణ తరంగాల ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే లాభం. అసమాన వ్యాప్తి కలిగిన, ఒకదానికొకటి లంబంగా ఉండే రెండు రేఖీయ ధ్రువణ తరంగాలను కలిపినప్పుడు, ఒక దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణ తరంగం ఉత్పత్తి అవుతుంది.
యాంటెనాల మధ్య ధ్రువణ వ్యత్యాసాన్ని ధ్రువణ నష్ట కారకం (PLF) ద్వారా వివరిస్తారు. ఈ పరామితిని డెసిబెల్స్లో (dB) వ్యక్తపరుస్తారు మరియు ఇది ప్రసారం చేసే మరియు స్వీకరించే యాంటెనాల మధ్య ధ్రువణ కోణంలోని వ్యత్యాసంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. సిద్ధాంతపరంగా, PLF అనేది సంపూర్ణంగా సమలేఖనం చేయబడిన యాంటెనాకు 0 dB (నష్టం లేదు) నుండి, సంపూర్ణంగా లంబంగా ఉన్న యాంటెనాకు అనంతమైన dB (అనంతమైన నష్టం) వరకు ఉండవచ్చు.
అయితే, వాస్తవానికి, యాంటెనా యొక్క యాంత్రిక స్థానం, వినియోగదారు ప్రవర్తన, ఛానెల్ వక్రీకరణ, మల్టీపాత్ ప్రతిబింబాలు మరియు ఇతర దృగ్విషయాలు ప్రసారిత విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రంలో కొంత కోణీయ వక్రీకరణకు కారణం కాగలవు కాబట్టి, పోలరైజేషన్ యొక్క అమరిక (లేదా తప్పు అమరిక) పరిపూర్ణంగా ఉండదు. ప్రారంభంలో, ఆర్థోగోనల్ పోలరైజేషన్ నుండి 10 - 30 dB లేదా అంతకంటే ఎక్కువ సిగ్నల్ క్రాస్-పోలరైజేషన్ "లీకేజ్" ఉంటుంది, ఇది కొన్ని సందర్భాల్లో కావలసిన సిగ్నల్ పునరుద్ధరణకు ఆటంకం కలిగించడానికి సరిపోవచ్చు.
దీనికి విరుద్ధంగా, ఆదర్శ ధ్రువణంతో ఒకే వరుసలో ఉన్న రెండు యాంటెనాల కోసం వాస్తవ PLF పరిస్థితులను బట్టి 10 dB, 20 dB లేదా అంతకంటే ఎక్కువగా ఉండవచ్చు మరియు సిగ్నల్ పునరుద్ధరణకు ఆటంకం కలిగించవచ్చు. మరో మాటలో చెప్పాలంటే, అనుకోని క్రాస్-పోలరైజేషన్ మరియు PLF రెండూ కావలసిన సిగ్నల్కు అంతరాయం కలిగించడం ద్వారా లేదా కావలసిన సిగ్నల్ బలాన్ని తగ్గించడం ద్వారా రెండు విధాలుగా పనిచేయగలవు.
ధ్రువీకరణ గురించి ఎందుకు పట్టించుకోవాలి?
ధ్రువణత రెండు విధాలుగా పనిచేస్తుంది: రెండు యాంటెనాలు ఎంత ఎక్కువగా ఒకే సరళరేఖలో ఉండి, ఒకే ధ్రువణతను కలిగి ఉంటాయో, స్వీకరించిన సిగ్నల్ బలం అంత మెరుగ్గా ఉంటుంది. దీనికి విరుద్ధంగా, ధ్రువణత సరిగ్గా అమరకపోతే, ఉద్దేశించిన లేదా అసంతృప్తిగా ఉన్న రిసీవర్లు, కావలసిన సిగ్నల్ను తగినంతగా గ్రహించడం మరింత కష్టమవుతుంది. చాలా సందర్భాలలో, "ఛానెల్" ప్రసారిత ధ్రువణతను వక్రీకరిస్తుంది, లేదా ఒకటి లేదా రెండు యాంటెనాలు ఒకే స్థిరమైన దిశలో ఉండవు.
ఏ ధ్రువణాన్ని ఉపయోగించాలనే ఎంపిక సాధారణంగా సంస్థాపన లేదా వాతావరణ పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, సీలింగ్ దగ్గర అమర్చినప్పుడు క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణ యాంటెన్నా మెరుగ్గా పనిచేస్తుంది మరియు దాని ధ్రువణాన్ని నిలుపుకుంటుంది; దీనికి విరుద్ధంగా, పక్క గోడ దగ్గర అమర్చినప్పుడు నిలువు ధ్రువణ యాంటెన్నా మెరుగ్గా పనిచేస్తుంది మరియు దాని ధ్రువణ పనితీరును నిలుపుకుంటుంది.
విస్తృతంగా ఉపయోగించే డైపోల్ యాంటెన్నా (సాదా లేదా మడతపెట్టినది) దాని "సాధారణ" మౌంటింగ్ ఓరియంటేషన్లో (మూర్తి 4) క్షితిజసమాంతర ధ్రువీకరణను కలిగి ఉంటుంది మరియు అవసరమైనప్పుడు నిలువు ధ్రువీకరణను స్వీకరించడానికి లేదా ప్రాధాన్య ధ్రువీకరణ మోడ్కు మద్దతు ఇవ్వడానికి తరచుగా 90 డిగ్రీలు తిప్పబడుతుంది (మూర్తి 5).
పటం 4: క్షితిజ సమాంతర ధ్రువీకరణను అందించడానికి డైపోల్ యాంటెన్నా సాధారణంగా దాని మాస్ట్పై క్షితిజ సమాంతరంగా అమర్చబడుతుంది.
పటం 5: నిలువు ధ్రువీకరణ అవసరమయ్యే అనువర్తనాల కోసం, యాంటెన్నా క్యాచ్ చేసే చోట డైపోల్ యాంటెన్నాను తదనుగుణంగా అమర్చవచ్చు
ప్రథమ స్పందనదారులు ఉపయోగించే వాటి వంటి చేతితో పట్టుకునే మొబైల్ రేడియోల కోసం నిలువు ధ్రువీకరణను సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు, ఎందుకంటే అనేక నిలువు ధ్రువణ రేడియో యాంటెన్నా డిజైన్లు సర్వదిశాత్మక వికిరణ నమూనాని కూడా అందిస్తాయి. అందువల్ల, రేడియో మరియు యాంటెన్నా దిశ మారినప్పటికీ, అటువంటి యాంటెన్నాలను తిరిగి అమర్చవలసిన అవసరం ఉండదు.
3 - 30 MHz అధిక పౌనఃపున్య (HF) యాంటెనాలు సాధారణంగా బ్రాకెట్ల మధ్య అడ్డంగా కలిపి కట్టిన పొడవైన తీగల వలె నిర్మించబడతాయి. దీని పొడవు తరంగదైర్ఘ్యం (10 - 100 మీ) ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. ఈ రకమైన యాంటెనా సహజంగా క్షితిజసమాంతర ధ్రువీకరణను కలిగి ఉంటుంది.
గమనించదగ్గ విషయం ఏమిటంటే, ఈ బ్యాండ్ను "అధిక పౌనఃపున్యం" అని పిలవడం దశాబ్దాల క్రితమే ప్రారంభమైంది, అప్పట్లో 30 MHz నిజంగానే అధిక పౌనఃపున్యంగా ఉండేది. ఈ వివరణ ఇప్పుడు పాతబడిపోయినట్లు అనిపించినప్పటికీ, ఇది అంతర్జాతీయ టెలికమ్యూనికేషన్స్ యూనియన్ వారి అధికారిక హోదా మరియు ఇప్పటికీ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతోంది.
ప్రాధాన్య ధ్రువణాన్ని రెండు విధాలుగా నిర్ణయించవచ్చు: ఒకటి, 300 kHz - 3 MHz మీడియం వేవ్ (MW) బ్యాండ్ను ఉపయోగించే ప్రసార పరికరాల ద్వారా బలమైన స్వల్ప-శ్రేణి సిగ్నలింగ్ కోసం భూ తరంగాలను ఉపయోగించడం, లేదా రెండు, అయనోస్పియర్ లింక్ ద్వారా ఎక్కువ దూరాలకు ఆకాశ తరంగాలను ఉపయోగించడం. సాధారణంగా చెప్పాలంటే, నిలువుగా ధ్రువణమైన యాంటెనాలు మెరుగైన భూ తరంగ ప్రసారాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే అడ్డంగా ధ్రువణమైన యాంటెనాలు మెరుగైన ఆకాశ తరంగ పనితీరును కలిగి ఉంటాయి.
భూమిపై ఉన్న స్టేషన్లు మరియు ఇతర ఉపగ్రహాలతో పోలిస్తే ఉపగ్రహం యొక్క దిశ నిరంతరం మారుతూ ఉంటుంది కాబట్టి, ఉపగ్రహాల కోసం సర్క్యులర్ పోలరైజేషన్ విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ట్రాన్స్మిట్ మరియు రిసీవ్ యాంటెనాలు రెండూ సర్క్యులర్ పోలరైజ్ చేయబడినప్పుడు వాటి మధ్య సామర్థ్యం అత్యధికంగా ఉంటుంది, అయితే పోలరైజేషన్ నష్ట కారకం ఉన్నప్పటికీ, లీనియర్లీ పోలరైజ్డ్ యాంటెనాలను కూడా CP యాంటెనాలతో ఉపయోగించవచ్చు.
5G సిస్టమ్లకు పోలరైజేషన్ కూడా ముఖ్యమైనది. కొన్ని 5G మల్టిపుల్-ఇన్పుట్/మల్టిపుల్-అవుట్పుట్ (MIMO) యాంటెన్నా శ్రేణులు, అందుబాటులో ఉన్న స్పెక్ట్రమ్ను మరింత సమర్థవంతంగా ఉపయోగించుకోవడానికి పోలరైజేషన్ను ఉపయోగించడం ద్వారా పెరిగిన త్రూపుట్ను సాధిస్తాయి. విభిన్న సిగ్నల్ పోలరైజేషన్ల కలయిక మరియు యాంటెన్నాల స్పేషియల్ మల్టిప్లెక్సింగ్ (స్పేస్ డైవర్సిటీ) ద్వారా ఇది సాధించబడుతుంది.
ఈ సిస్టమ్ రెండు డేటా స్ట్రీమ్లను ప్రసారం చేయగలదు, ఎందుకంటే ఆ డేటా స్ట్రీమ్లు స్వతంత్ర ఆర్థోగోనల్లీ పోలరైజ్డ్ యాంటెన్నాల ద్వారా అనుసంధానించబడి ఉంటాయి మరియు వాటిని స్వతంత్రంగా పునరుద్ధరించవచ్చు. మార్గం మరియు ఛానెల్ వక్రీకరణ, ప్రతిబింబాలు, మల్టీపాత్ మరియు ఇతర లోపాల కారణంగా కొంత క్రాస్-పోలరైజేషన్ ఉన్నప్పటికీ, రిసీవర్ ప్రతి అసలు సిగ్నల్ను పునరుద్ధరించడానికి అధునాతన అల్గారిథమ్లను ఉపయోగిస్తుంది. దీని ఫలితంగా తక్కువ బిట్ ఎర్రర్ రేట్లు (BER) మరియు అంతిమంగా మెరుగైన స్పెక్ట్రమ్ వినియోగం సాధ్యమవుతుంది.
ముగింపులో
పోలరైజేషన్ అనేది తరచుగా విస్మరించబడే ఒక ముఖ్యమైన యాంటెన్నా లక్షణం. లీనియర్ (క్షితిజ సమాంతర మరియు నిలువుతో సహా) పోలరైజేషన్, ఒబ్లిక్ పోలరైజేషన్, సర్క్యులర్ పోలరైజేషన్ మరియు ఎలిప్టికల్ పోలరైజేషన్లను వివిధ అనువర్తనాల కోసం ఉపయోగిస్తారు. ఒక యాంటెన్నా సాధించగల ఎండ్-టు-ఎండ్ RF పనితీరు పరిధి దాని సాపేక్ష దిశ మరియు అమరికపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ప్రామాణిక యాంటెన్నాలు విభిన్న పోలరైజేషన్లను కలిగి ఉంటాయి మరియు స్పెక్ట్రమ్లోని వివిధ భాగాలకు అనుకూలంగా ఉంటాయి, లక్షిత అనువర్తనం కోసం ప్రాధాన్య పోలరైజేషన్ను అందిస్తాయి.
సిఫార్సు చేయబడిన ఉత్పత్తులు:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| పారామితులు | సాధారణ | యూనిట్లు |
| ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి | 20-30 | గిగాహెర్ట్జ్ |
| లాభం | 15 టైప్. | dBi |
| విఎస్డబ్ల్యుఆర్ | 1.3 టైప్. | |
| ధ్రువీకరణ | ద్వంద్వ లీనియర్ | |
| క్రాస్ పోల్. ఐసోలేషన్ | 60 టైప్. | dB |
| పోర్ట్ ఐసోలేషన్ | 70 టైప్. | dB |
| కనెక్టర్ | ఎస్ఎంఏ-Fస్త్రీ | |
| పదార్థం | Al | |
| ముగింపు | పెయింట్ | |
| పరిమాణం(L*W*H) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| బరువు | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| వస్తువు | స్పెసిఫికేషన్ | యూనిట్ |
| ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి | 1-18 | గిగాహెర్ట్జ్ |
| లాభం | 10 టైప్. | dBi |
| విఎస్డబ్ల్యుఆర్ | 1.5 టైప్. | |
| ధ్రువీకరణ | లీనియర్ | |
| క్రాస్ పో. ఐసోలేషన్ | 30 టైప్. | dB |
| కనెక్టర్ | SMA-స్త్రీ | |
| ముగింపు | Pఐంట్ | |
| పదార్థం | Al | |
| పరిమాణం(L*W*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| బరువు | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| పారామితులు | సాధారణ | యూనిట్లు |
| ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి | 2-18 | గిగాహెర్ట్జ్ |
| లాభం | 15 టైప్. | dBi |
| విఎస్డబ్ల్యుఆర్ | 1.5 టైప్. |
|
| ధ్రువీకరణ | ద్వంద్వ లీనియర్ |
|
| క్రాస్ పోల్. ఐసోలేషన్ | 40 | dB |
| పోర్ట్ ఐసోలేషన్ | 40 | dB |
| కనెక్టర్ | ఎస్ఎంఏ-ఎఫ్ |
|
| ఉపరితల చికిత్స | Pఐంట్ |
|
| పరిమాణం(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| బరువు | 0.945 | kg |
| పదార్థం | Al |
|
| నిర్వహణ ఉష్ణోగ్రత | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| పారామితులు | సాధారణ | యూనిట్లు |
| ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధి | 93-95 | గిగాహెర్ట్జ్ |
| లాభం | 22 టైప్. | dBi |
| విఎస్డబ్ల్యుఆర్ | 1.3 టైప్. |
|
| ధ్రువీకరణ | ద్వంద్వ లీనియర్ |
|
| క్రాస్ పోల్. ఐసోలేషన్ | 60 టైప్. | dB |
| పోర్ట్ ఐసోలేషన్ | 67 టైప్. | dB |
| కనెక్టర్ | WR10 |
|
| పదార్థం | Cu |
|
| ముగింపు | గోల్డెన్ |
|
| పరిమాణం(L*W*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| బరువు | 0.015 | kg |
పోస్ట్ చేసిన సమయం: ఏప్రిల్-11-2024
