యాంటెన్నాల ప్రాథమిక లక్షణాలలో ధ్రువణత ఒకటి. ముందుగా మనం సమతల తరంగాల ధ్రువణతను అర్థం చేసుకోవాలి. తరువాత మనం యాంటెన్నా ధ్రువణత యొక్క ప్రధాన రకాలను చర్చించవచ్చు.
రేఖీయ ధ్రువణత
మనం సమతల విద్యుదయస్కాంత తరంగం యొక్క ధ్రువణాన్ని అర్థం చేసుకోవడం ప్రారంభిస్తాము.
ఒక ప్లానార్ విద్యుదయస్కాంత (EM) తరంగం అనేక లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. మొదటిది శక్తి ఒకే దిశలో ప్రయాణిస్తుంది (రెండు లంబకోణ దిశలలో క్షేత్రం మారదు). రెండవది, విద్యుత్ క్షేత్రం మరియు అయస్కాంత క్షేత్రం ఒకదానికొకటి లంబంగా మరియు లంబకోణంగా ఉంటాయి. విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలు సమతల తరంగ ప్రచారం దిశకు లంబంగా ఉంటాయి. ఉదాహరణగా, సమీకరణం (1) ద్వారా ఇవ్వబడిన సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ విద్యుత్ క్షేత్రం (E క్షేత్రం)ని పరిగణించండి. విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం +z దిశలో ప్రయాణిస్తోంది. విద్యుత్ క్షేత్రం +x దిశలో నిర్దేశించబడింది. అయస్కాంత క్షేత్రం +y దిశలో ఉంది.
సమీకరణం (1) లో, ఈ సంజ్ఞామానాన్ని గమనించండి: ఇది ఒక యూనిట్ వెక్టర్ (పొడవు యొక్క వెక్టర్), ఇది విద్యుత్ క్షేత్ర బిందువు x దిశలో ఉందని చెబుతుంది. సమతల తరంగం చిత్రం 1 లో వివరించబడింది.
చిత్రం 1. +z దిశలో ప్రయాణించే విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క గ్రాఫికల్ ప్రాతినిధ్యం.
ధ్రువణత అనేది విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క ట్రేస్ మరియు ప్రచార ఆకారం (కాంటౌర్). ఉదాహరణకు, సమతల తరంగ విద్యుత్ క్షేత్ర సమీకరణం (1) ను పరిగణించండి. విద్యుత్ క్షేత్రం (X,Y,Z) = (0,0,0) ఉన్న స్థానాన్ని సమయం యొక్క విధిగా మనం గమనిస్తాము. ఈ క్షేత్రం యొక్క వ్యాప్తి చిత్రం 2లో, సమయంలోని అనేక సందర్భాలలో ప్లాట్ చేయబడింది. క్షేత్రం "F" పౌనఃపున్యం వద్ద డోలనం చెందుతోంది.
చిత్రం 2. వేర్వేరు సమయాల్లో విద్యుత్ క్షేత్రం (X, Y, Z) = (0,0,0) ను గమనించండి.
మూలం వద్ద విద్యుత్ క్షేత్రం గమనించబడుతుంది, వ్యాప్తిలో ముందుకు వెనుకకు డోలనం చెందుతుంది. విద్యుత్ క్షేత్రం ఎల్లప్పుడూ సూచించబడిన x-అక్షం వెంట ఉంటుంది. విద్యుత్ క్షేత్రం ఒకే రేఖ వెంట నిర్వహించబడుతుంది కాబట్టి, ఈ క్షేత్రాన్ని రేఖీయ ధ్రువణంగా చెప్పవచ్చు. అదనంగా, X-అక్షం భూమికి సమాంతరంగా ఉంటే, ఈ క్షేత్రాన్ని క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణంగా కూడా వర్ణించవచ్చు. క్షేత్రం Y-అక్షం వెంట కేంద్రీకృతమై ఉంటే, తరంగం నిలువుగా ధ్రువణమై ఉంటుందని చెప్పవచ్చు.
రేఖీయ ధ్రువణ తరంగాలను క్షితిజ సమాంతర లేదా నిలువు అక్షం వెంట నిర్దేశించాల్సిన అవసరం లేదు. ఉదాహరణకు, చిత్రం 3లో చూపిన విధంగా ఒక రేఖ వెంట అడ్డంకి ఉన్న విద్యుత్ క్షేత్ర తరంగం కూడా రేఖీయ ధ్రువణమవుతుంది.
చిత్రం 3. రేఖీయ ధ్రువణ తరంగం యొక్క విద్యుత్ క్షేత్ర వ్యాప్తి, దీని పథం ఒక కోణం.
చిత్రం 3 లోని విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని సమీకరణం (2) ద్వారా వర్ణించవచ్చు. ఇప్పుడు విద్యుత్ క్షేత్రంలో x మరియు y భాగాలు ఉన్నాయి. రెండు భాగాలు పరిమాణంలో సమానంగా ఉంటాయి.
సమీకరణం (2) గురించి గమనించవలసిన విషయం ఏమిటంటే రెండవ దశలో xy-భాగం మరియు ఎలక్ట్రానిక్ క్షేత్రాలు. దీని అర్థం రెండు భాగాలు అన్ని సమయాల్లో ఒకే వ్యాప్తిని కలిగి ఉంటాయి.
వృత్తాకార ధ్రువణత
ఇప్పుడు ఒక సమతల తరంగం యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం సమీకరణం (3) ద్వారా ఇవ్వబడిందని ఊహించండి:
ఈ సందర్భంలో, X- మరియు Y-మూలకాలు 90 డిగ్రీల దశ వెలుపల ఉంటాయి. క్షేత్రాన్ని మునుపటిలాగా (X, Y, Z) = (0,0,0) గా గమనించినట్లయితే, విద్యుత్ క్షేత్రం వర్సెస్ కాల వక్రరేఖ క్రింద చూపిన విధంగా చిత్రం 4లో కనిపిస్తుంది.
చిత్రం 4. విద్యుత్ క్షేత్ర బలం (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ డొమైన్. (3).
చిత్రం 4 లోని విద్యుత్ క్షేత్రం ఒక వృత్తంలో తిరుగుతుంది. ఈ రకమైన క్షేత్రాన్ని వృత్తాకార ధ్రువణ తరంగంగా వర్ణించారు. వృత్తాకార ధ్రువణత కోసం, ఈ క్రింది ప్రమాణాలను తీర్చాలి:
- వృత్తాకార ధ్రువణత కోసం ప్రమాణం
- విద్యుత్ క్షేత్రం రెండు లంబకోణ (లంబ) భాగాలను కలిగి ఉండాలి.
- విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క లంబకోణ భాగాలు సమాన వ్యాప్తిని కలిగి ఉండాలి.
- క్వాడ్రేచర్ భాగాలు 90 డిగ్రీల దశ వెలుపల ఉండాలి.
వేవ్ ఫిగర్ 4 స్క్రీన్‌పై ప్రయాణిస్తుంటే, ఫీల్డ్ భ్రమణం అపసవ్య దిశలో మరియు కుడి చేతి వృత్తాకార ధ్రువణత (RHCP) అని చెప్పబడుతుంది. ఫీల్డ్‌ను సవ్యదిశలో తిప్పితే, ఫీల్డ్ ఎడమ చేతి వృత్తాకార ధ్రువణత (LHCP) అవుతుంది.
ఎలిప్టికల్ ధ్రువణత
విద్యుత్ క్షేత్రంలో రెండు లంబ భాగాలు ఉంటే, అవి దశ నుండి 90 డిగ్రీలు వెలుపల కానీ సమాన పరిమాణంలో ఉంటే, ఆ క్షేత్రం దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణమవుతుంది. సమీకరణం (4) ద్వారా వివరించబడిన +z దిశలో ప్రయాణించే సమతల తరంగం యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే:
విద్యుత్ క్షేత్ర వెక్టర్ యొక్క కొన ఊహించే బిందువు యొక్క లోకస్ చిత్రం 5లో ఇవ్వబడింది.
చిత్రం 5. ప్రాంప్ట్ ఎలిప్టికల్ ధ్రువణ తరంగ విద్యుత్ క్షేత్రం. (4).
చిత్రం 5 లోని క్షేత్రం అపసవ్య దిశలో ప్రయాణిస్తే, అది స్క్రీన్ నుండి బయటకు ప్రయాణిస్తే కుడిచేతి వాటం దీర్ఘవృత్తాకారంగా ఉంటుంది. విద్యుత్ క్షేత్ర వెక్టర్ వ్యతిరేక దిశలో తిరుగుతుంటే, క్షేత్రం ఎడమచేతి వాటం దీర్ఘవృత్తాకారంగా ధ్రువణమవుతుంది.
ఇంకా, దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణత దాని విపరీతతను సూచిస్తుంది. ప్రధాన మరియు చిన్న అక్షాల వ్యాప్తికి విపరీతత నిష్పత్తి. ఉదాహరణకు, సమీకరణం (4) నుండి తరంగ విపరీతత 1/0.3= 3.33. దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణ తరంగాలను ప్రధాన అక్షం యొక్క దిశ ద్వారా మరింత వివరిస్తారు. తరంగ సమీకరణం (4) ప్రధానంగా x-అక్షంతో కూడిన అక్షాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ప్రధాన అక్షం ఏదైనా సమతల కోణంలో ఉండవచ్చని గమనించండి. X, Y లేదా Z అక్షానికి సరిపోయే కోణం అవసరం లేదు. చివరగా, వృత్తాకార మరియు సరళ ధ్రువణత రెండూ దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణత యొక్క ప్రత్యేక సందర్భాలు అని గమనించడం ముఖ్యం. 1.0 విపరీత దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణ తరంగం వృత్తాకార ధ్రువణ తరంగం. అనంత విపరీతతతో దీర్ఘవృత్తాకార ధ్రువణ తరంగాలు. రేఖీయ ధ్రువణ తరంగాలు.
యాంటెన్నా ధ్రువణత
ఇప్పుడు మనకు ధ్రువణ సమతల తరంగ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాల గురించి తెలుసు కాబట్టి, యాంటెన్నా యొక్క ధ్రువణత సరళంగా నిర్వచించబడింది.
యాంటెన్నా ధ్రువణత అనేది యాంటెన్నా దూర-క్షేత్ర మూల్యాంకనం, ఫలితంగా వెలువడే రేడియేటెడ్ ఫీల్డ్ యొక్క ధ్రువణత. అందువల్ల, యాంటెన్నాలను తరచుగా "సరళ ధ్రువణ" లేదా "కుడి చేతి వృత్తాకార ధ్రువణ యాంటెన్నాలు"గా జాబితా చేస్తారు.
ఈ సరళమైన భావన యాంటెన్నా కమ్యూనికేషన్లకు ముఖ్యమైనది. మొదట, క్షితిజ సమాంతర ధ్రువణ యాంటెన్నా నిలువుగా ధ్రువణ యాంటెన్నాతో కమ్యూనికేట్ చేయదు. పరస్పర సిద్ధాంతం కారణంగా, యాంటెన్నా సరిగ్గా అదే విధంగా ప్రసారం చేస్తుంది మరియు స్వీకరిస్తుంది. అందువల్ల, నిలువుగా ధ్రువణ యాంటెనాలు నిలువుగా ధ్రువణ క్షేత్రాలను ప్రసారం చేస్తాయి మరియు స్వీకరిస్తాయి. అందువల్ల, మీరు నిలువుగా ధ్రువణ అడ్డంగా ధ్రువణ యాంటెన్నాను తెలియజేయడానికి ప్రయత్నిస్తే, రిసెప్షన్ ఉండదు.
సాధారణ సందర్భంలో, ఒక కోణం ( ) ద్వారా ఒకదానికొకటి సాపేక్షంగా తిప్పబడిన రెండు సరళ ధ్రువణ యాంటెన్నాలకు, ఈ ధ్రువణ అసమతుల్యత కారణంగా విద్యుత్ నష్టాన్ని ధ్రువణ నష్ట కారకం (PLF) ద్వారా వివరించబడుతుంది:
అందువల్ల, రెండు యాంటెన్నాలు ఒకే ధ్రువణాన్ని కలిగి ఉంటే, వాటి ప్రసరించే ఎలక్ట్రాన్ క్షేత్రాల మధ్య కోణం సున్నా మరియు ధ్రువణ అసమతుల్యత కారణంగా విద్యుత్ నష్టం ఉండదు. ఒక యాంటెన్నా నిలువుగా ధ్రువణమై, మరొకటి క్షితిజ సమాంతరంగా ధ్రువణమైతే, కోణం 90 డిగ్రీలు ఉంటుంది మరియు ఎటువంటి శక్తి బదిలీ చేయబడదు.
గమనిక: ఫోన్‌ను మీ తలపైకి వేర్వేరు కోణాల్లోకి తరలించడం వల్ల కొన్నిసార్లు రిసెప్షన్ ఎందుకు పెరుగుతుందో అర్థం అవుతుంది. సెల్ ఫోన్ యాంటెన్నాలు సాధారణంగా లీనియర్‌గా పోలరైజ్ చేయబడతాయి, కాబట్టి ఫోన్‌ను తిప్పడం వల్ల తరచుగా ఫోన్ యొక్క పోలరైజేషన్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది, తద్వారా రిసెప్షన్ మెరుగుపడుతుంది.
వృత్తాకార ధ్రువణత అనేక యాంటెన్నాలకు కావాల్సిన లక్షణం. రెండు యాంటెన్నాలు వృత్తాకార ధ్రువణత కలిగి ఉంటాయి మరియు ధ్రువణ అసమతుల్యత కారణంగా సిగ్నల్ నష్టాన్ని అనుభవించవు. GPS వ్యవస్థలలో ఉపయోగించే యాంటెన్నాలు కుడివైపు వృత్తాకార ధ్రువణత కలిగి ఉంటాయి.
ఇప్పుడు ఒక సరళ ధ్రువణ యాంటెన్నా వృత్తాకార ధ్రువణ తరంగాలను స్వీకరిస్తుందని భావించండి. సమానంగా, వృత్తాకార ధ్రువణ యాంటెన్నా రేఖీయ ధ్రువణ తరంగాలను స్వీకరించడానికి ప్రయత్నిస్తుందని భావించండి. ఫలితంగా వచ్చే ధ్రువణ నష్ట కారకం ఏమిటి?
వృత్తాకార ధ్రువణత అనేది వాస్తవానికి రెండు ఆర్తోగోనల్ లీనియర్లీ పోలరైజ్డ్ తరంగాలు, దశ నుండి 90 డిగ్రీలు వెలుపల ఉందని గుర్తుంచుకోండి. అందువల్ల, లీనియర్లీ పోలరైజ్డ్ (LP) యాంటెన్నా వృత్తాకార ధ్రువణ (CP) వేవ్ ఫేజ్ కాంపోనెంట్‌ను మాత్రమే స్వీకరిస్తుంది. అందువల్ల, LP యాంటెన్నా 0.5 (-3dB) ధ్రువణ అసమతుల్యత నష్టాన్ని కలిగి ఉంటుంది. LP యాంటెన్నా ఏ కోణంలో తిప్పినా ఇది నిజం. కాబట్టి:
ధ్రువణ నష్ట కారకాన్ని కొన్నిసార్లు ధ్రువణ సామర్థ్యం, యాంటెన్నా అసమతుల్యత కారకం లేదా యాంటెన్నా రిసెప్షన్ కారకం అని పిలుస్తారు. ఈ పేర్లన్నీ ఒకే భావనను సూచిస్తాయి.
పోస్ట్ సమయం: డిసెంబర్-22-2023
