Polarisasi minangka salah sawijining ciri dhasar antena. Pisanan kita kudu ngerti polarisasi gelombang bidang. Banjur kita bisa ngrembug jinis utama polarisasi antena.
polarisasi linear
Kita bakal miwiti ngerti polarisasi gelombang elektromagnetik bidang.
Gelombang elektromagnetik planar (EM) nduweni sawetara karakteristik. Pisanan yaiku yen daya mlaku ing siji arah (ora ana owah-owahan lapangan ing rong arah ortogonal). Kapindho, medan listrik lan medan magnet saling tegak lurus lan ortogonal. Medan listrik lan magnet tegak lurus karo arah panyebaran gelombang bidang. Minangka conto, nimbang medan listrik frekuensi siji (medan E) sing diwenehake dening persamaan (1). Medan elektromagnetik mlaku ing arah +z. Medan listrik diarahake ing arah +x. Medan magnet ana ing arah +y.
Ing persamaan (1), mirsani notasi: . Iki minangka vektor unit (vektor dawa), sing nyatakake yen titik medan listrik ana ing arah x. Gelombang bidang digambarake ing Gambar 1.
tokoh 1. Perwakilan grafis saka lapangan elektrik lelungan ing arah + z.
Polarisasi yaiku jejak lan wangun propagasi (kontur) saka medan listrik. Minangka conto, nimbang persamaan medan listrik gelombang bidang (1). Kita bakal mirsani posisi ing ngendi medan listrik (X,Y,Z) = (0,0,0) minangka fungsi wektu. Amplitudo lapangan iki diplot ing Figure 2, ing sawetara kedadean ing wektu. Lapangan iki oscillating ing frekuensi "F".
tokoh 2. Mirsani medan listrik (X, Y, Z) = (0,0,0) ing wektu sing beda.
Medan listrik diamati ing asal, oscillating bolak-balik ing amplitudo. Medan listrik tansah ing sadawane sumbu x sing dituduhake. Wiwit medan listrik dijaga ing sadawane baris siji, lapangan iki bisa diarani polarisasi linier. Kajaba iku, yen sumbu X sejajar karo lemah, lapangan iki uga diterangake minangka polarisasi horisontal. Yen lapangan dituju ing sumbu Y, gelombang kasebut bisa diarani polarisasi vertikal.
Gelombang polarisasi linier ora perlu diarahake ing sumbu horisontal utawa vertikal. Contone, gelombang medan listrik kanthi kendala sing ana ing sadawane garis kaya sing ditampilake ing Gambar 3 uga bakal dipolarisasi kanthi linear.
gambar 3. Amplitudo medan listrik saka gelombang polarisasi linear sing lintasan minangka sudut.
Medan listrik ing Gambar 3 bisa digambarake kanthi persamaan (2). Saiki ana komponen x lan y saka medan listrik. Loro-lorone komponen padha ukurane.
Siji bab sing kudu digatekake babagan persamaan (2) yaiku komponen xy lan bidang elektronik ing tahap kapindho. Iki tegese loro komponen duwe amplitudo padha ing kabeh wektu.
polarisasi sirkular
Saiki anggep yen medan listrik saka gelombang bidang diwenehi dening persamaan (3):
Ing kasus iki, unsur X lan Y 90 derajat metu saka phase. Yen lapangan diamati minangka (X, Y, Z) = (0,0,0) maneh kaya sadurunge, medan listrik versus kurva wektu bakal katon kaya ing ngisor iki ing Gambar 4.
Gambar 4. Kekuwatan medan listrik (X, Y, Z) = (0,0,0) domain EQ. (3).
Medan listrik ing Figure 4 muter ing bunder. Jinis lapangan iki diterangake minangka gelombang polarisasi sirkular. Kanggo polarisasi bunder, kritéria ing ngisor iki kudu dipenuhi:
- Standar kanggo polarisasi bunder
- Medan listrik kudu duwe rong komponen orthogonal (jejeg).
- Komponen ortogonal saka medan listrik kudu duwe amplitudo sing padha.
- Komponen quadrature kudu 90 derajat metu saka fase.
Yen lelungan ing layar Wave Figure 4, rotasi lapangan ngandika counterclockwise lan tangan tengen circularly polarized (RHCP). Yen lapangan diputar ing arah jarum jam, lapangan bakal dadi polarisasi bunder kiwa (LHCP).
Polarisasi elips
Yen medan listrik nduweni rong komponen tegak lurus, 90 derajat metu saka fase nanging ukurane padha, lapangan kasebut bakal polarisasi elips. Ngelingi medan listrik saka gelombang bidang sing mlaku ing arah +z, diterangake dening Persamaan (4):
Lokus titik ing ngendi pucuk vektor medan listrik bakal dianggep diwenehi ing Gambar 5
Gambar 5. Medan listrik gelombang polarisasi elips. (4).
Lapangan ing Figure 5, lelungan ing arah counterclockwise, bakal tangan tengen elips yen lelungan metu saka layar. Yen vektor medan listrik muter ing arah ngelawan, lapangan bakal polarisasi eliptik kiwa.
Salajengipun, polarisasi elips nuduhake eksentrisitas. Rasio eksentrisitas menyang amplitudo sumbu mayor lan minor. Contone, eksentrisitas gelombang saka persamaan (4) yaiku 1/0.3 = 3.33. Gelombang polarisasi elips luwih diterangake kanthi arah sumbu utama. Persamaan gelombang (4) nduweni sumbu utamane dumadi saka sumbu x. Elinga yen sumbu utama bisa ing sembarang amba bidang. Sudut ora dibutuhake kanggo pas karo sumbu X, Y utawa Z. Pungkasan, penting kanggo dicathet yen polarisasi bunder lan linear minangka kasus khusus polarisasi elips. Gelombang polarisasi elips eksentrik 1.0 yaiku gelombang polarisasi sirkuler. Gelombang polarisasi eliptik kanthi eksentrisitas tanpa wates. Gelombang polarisasi linier.
Polarisasi antena
Saiki kita ngerti babagan medan elektromagnetik gelombang bidang polarisasi, polarisasi antena mung ditetepake.
Polarisasi Antena Evaluasi lapangan adoh antena, polarisasi lapangan sing dipancarake. Mula, antena asring kadhaptar minangka "linearly polarized" utawa "antena polarisasi bunder kanthi tangan tengen".
Konsep prasaja iki penting kanggo komunikasi antena. Kaping pisanan, antena polarisasi horisontal ora bakal komunikasi karo antena polarisasi vertikal. Amarga teorema timbal balik, antena ngirim lan nampa kanthi cara sing padha. Mulane, antena polarisasi vertikal ngirim lan nampa kolom polarisasi vertikal. Mula, yen sampeyan nyoba ngirim antena polarisasi horisontal polarisasi vertikal, ora bakal ana panrima.
Ing kasus umum, kanggo loro antena polarisasi linear diputer relatif kanggo saben liyane dening amba (), mundhut daya amarga polarisasi mismatch iki bakal diterangake dening faktor mundhut polarisasi (PLF):
Mulane, yen loro antena duwe polarisasi sing padha, amba ing antarane lapangan elektron radiasi nol lan ora ana mundhut daya amarga polarisasi mismatch. Yen antena siji polarisasi vertikal lan liyane polarisasi horisontal, ambane 90 derajat, lan ora ana daya sing ditransfer.
CATETAN: Ngalihake telpon ing sirah menyang sudut sing beda-beda nerangake kenapa resepsi kadhangkala bisa ditambah. Antena ponsel biasane polarisasi linear, mula muter telpon asring cocog karo polarisasi telpon, saéngga nambah resepsi.
Polarisasi bunder minangka karakteristik sing dikarepake saka akeh antena. Kaloro antena kasebut dipolarisasi kanthi bunder lan ora nandhang kelangan sinyal amarga ora cocog polarisasi. Antena sing digunakake ing sistem GPS dipolarisasi kanthi polarisasi ing sisih tengen.
Saiki anggep manawa antena polarisasi linier nampa gelombang polarisasi bunder. Kajaba iku, anggep manawa antena polarisasi bunder nyoba nampa gelombang polarisasi linier. Apa asil faktor mundhut polarisasi?
Elinga yen polarisasi bunder sejatine rong gelombang polarisasi linier ortogonal, 90 derajat metu saka fase. Mulane, antena linearly polarized (LP) mung bakal nampa komponen phase gelombang circularly polarized (CP). Mulane, antena LP bakal mundhut polarisasi mismatch 0,5 (-3dB). Iki bener ana prakara apa amba antena LP diputer. mulane:
Faktor mundhut polarisasi kadhangkala diarani efisiensi polarisasi, faktor mismatch antena, utawa faktor resepsi antena. Kabeh jeneng kasebut nuduhake konsep sing padha.
Wektu kirim: Dec-22-2023
