Polarization ແມ່ນຫນຶ່ງໃນລັກສະນະພື້ນຖານຂອງເສົາອາກາດ. ທໍາອິດພວກເຮົາຈໍາເປັນຕ້ອງເຂົ້າໃຈ polarization ຂອງຄື້ນຟອງຍົນ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ພວກເຮົາສາມາດປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບປະເພດຕົ້ນຕໍຂອງເສົາອາກາດ polarization.
linear polarization
ພວກເຮົາຈະເລີ່ມຕົ້ນເຂົ້າໃຈ polarization ຂອງຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າຍົນ.
ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ Planar (EM) ມີລັກສະນະຫຼາຍຢ່າງ. ທໍາອິດແມ່ນວ່າພະລັງງານເດີນທາງໄປໃນທິດທາງດຽວ (ບໍ່ມີການປ່ຽນແປງພາກສະຫນາມໃນສອງທິດທາງ orthogonal). ອັນທີສອງ, ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າແລະພາກສະຫນາມແມ່ເຫຼັກແມ່ນ perpendicular ກັບກັນແລະກັນແລະ orthogon ກັບກັນແລະກັນ. ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າແລະແມ່ເຫຼັກແມ່ນຕັ້ງສາກກັບທິດທາງຂອງການຂະຫຍາຍພັນຂອງຄື້ນຍົນ. ເປັນຕົວຢ່າງ, ພິຈາລະນາພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຄວາມຖີ່ດຽວ (E field) ໃຫ້ໂດຍສົມຜົນ (1). ສະໜາມແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າກຳລັງເດີນທາງໃນທິດທາງ +z. ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າແມ່ນມຸ້ງໄປໃນທິດທາງ +x. ສະໜາມແມ່ເຫຼັກຢູ່ໃນທິດທາງ +y.
ໃນສົມຜົນ (1), ສັງເກດຫມາຍເຫດ: . ນີ້ແມ່ນ vector vector (ເປັນ vector ຂອງຄວາມຍາວ), ເຊິ່ງບອກວ່າຈຸດພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຢູ່ໃນທິດທາງ x. ຄື້ນຂອງຍົນແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 1.
ຮູບ 1. ການສະແດງກາຟິກຂອງສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ເດີນທາງໃນທິດທາງ +z.
Polarization ແມ່ນຕາມຮອຍແລະຮູບຮ່າງຂອງການຂະຫຍາຍພັນ (contour) ຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ພິຈາລະນາສົມຜົນພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຄື້ນຍົນ (1). ພວກເຮົາຈະສັງເກດຕໍາແຫນ່ງທີ່ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າແມ່ນ (X,Y,Z) = (0,0,0) ເປັນຫນ້າທີ່ຂອງເວລາ. ຄວາມກວ້າງໃຫຍ່ຂອງພາກສະຫນາມນີ້ແມ່ນວາງແຜນໄວ້ໃນຮູບ 2, ໃນຫຼາຍໆກໍລະນີໃນເວລາ. ພາກສະຫນາມແມ່ນ oscillating ຢູ່ຄວາມຖີ່ "F".
ຕົວເລກ 2. ສັງເກດພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ (X, Y, Z) = (0,0,0) ໃນເວລາທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າແມ່ນສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນຕົ້ນກໍາເນີດ, oscillating ກັບໄປແລະດັງນີ້ຕໍ່ໄປໃນຄວາມກວ້າງຂອງຂວາງ. ສະໜາມໄຟຟ້າແມ່ນຢູ່ຕາມແກນ x ທີ່ລະບຸໄວ້ສະເໝີ. ເນື່ອງຈາກສະຫນາມໄຟຟ້າຖືກຮັກສາໄວ້ຕາມເສັ້ນດຽວ, ພາກສະຫນາມນີ້ສາມາດເວົ້າໄດ້ວ່າເປັນເສັ້ນຂົ້ວ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຖ້າແກນ X ແມ່ນຂະຫນານກັບພື້ນດິນ, ພາກສະຫນາມນີ້ຍັງຖືກອະທິບາຍວ່າເປັນຂົ້ວຕາມລວງນອນ. ຖ້າພາກສະຫນາມແມ່ນຮັດກຸມຕາມແກນ Y, ຄື້ນສາມາດເວົ້າໄດ້ວ່າເປັນ polarized ຕັ້ງ.
ຄື້ນເປັນເສັ້ນຂົ້ວບໍ່ຈຳເປັນຈະມຸ້ງໄປຕາມແກນແນວນອນ ຫຼືແນວຕັ້ງ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ຄື້ນພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ມີຂໍ້ຈໍາກັດຢູ່ຕາມເສັ້ນດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 3 ຈະເປັນເສັ້ນ polarized.
ຮູບພາບ 3. ຄວາມກວ້າງໃຫຍ່ຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຂອງຄື້ນ polarized ເປັນ linearly trajectory ເປັນມຸມ.
ສະໜາມໄຟຟ້າໃນຮູບທີ 3 ສາມາດອະທິບາຍໄດ້ໂດຍສົມຜົນ (2). ໃນປັດຈຸບັນມີອົງປະກອບ x ແລະ y ຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ. ທັງສອງອົງປະກອບແມ່ນຂະຫນາດເທົ່າທຽມກັນ.
ສິ່ງຫນຶ່ງທີ່ຄວນສັງເກດກ່ຽວກັບສົມຜົນ (2) ແມ່ນອົງປະກອບ xy ແລະສາຂາເອເລັກໂຕຣນິກໃນຂັ້ນຕອນທີສອງ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າອົງປະກອບທັງສອງມີຄວາມກວ້າງດຽວກັນຕະຫຼອດເວລາ.
ວົງ Polarization
ຕອນນີ້ສົມມຸດວ່າສະໜາມໄຟຟ້າຂອງຄື້ນຍົນແມ່ນໃຫ້ໂດຍສົມຜົນ (3):
ໃນກໍລະນີນີ້, ອົງປະກອບ X- ແລະ Y ແມ່ນ 90 ອົງສາອອກຈາກໄລຍະ. ຖ້າພາກສະຫນາມຖືກສັງເກດເຫັນເປັນ (X, Y, Z) = (0,0,0) ອີກເທື່ອຫນຶ່ງ, ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທຽບກັບເສັ້ນໂຄ້ງເວລາຈະປາກົດເປັນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້ໃນຮູບ 4.
ຮູບ 4. ຄວາມແຮງຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ (X, Y, Z) = (0,0,0) ໂດເມນ EQ. (3).
ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າໃນຮູບ 4 rotates ເປັນວົງ. ປະເພດພາກສະຫນາມນີ້ຖືກອະທິບາຍວ່າເປັນຄື້ນຂົ້ວໂລກເປັນວົງ. ສຳລັບການຂົ້ວວົງມົນ, ຕ້ອງມີມາດຖານດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:
- ມາດຕະຖານສໍາລັບ polarization ວົງ
- ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຕ້ອງມີສອງອົງປະກອບ orthogonal (perpendicular).
- ອົງປະກອບຂອງ orthogonal ຂອງພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຈະຕ້ອງມີຄວາມກວ້າງເທົ່າທຽມກັນ.
- ອົງປະກອບຂອງສີ່ຫລ່ຽມຕ້ອງຢູ່ຫ່າງຈາກໄລຍະ 90 ອົງສາ.
ຖ້າເດີນທາງຢູ່ໃນຫນ້າຈໍ Wave Figure 4, ການຫມຸນພາກສະຫນາມແມ່ນເວົ້າວ່າເປັນ counterclockwise ແລະຂວາມື circularly polarized (RHCP). ຖ້າພາກສະຫນາມຖືກຫມຸນໃນທິດທາງຕາມເຂັມໂມງ, ພາກສະຫນາມຈະເປັນ Polarization ວົງຊ້າຍມືຊ້າຍ (LHCP).
Polarization ຮູບຮີ
ຖ້າພາກສະຫນາມໄຟຟ້າມີສອງອົງປະກອບ perpendicular, 90 ອົງສາອອກຈາກໄລຍະແຕ່ມີຂະຫນາດເທົ່າທຽມກັນ, ພາກສະຫນາມຈະໄດ້ຮັບການ polarized ເປັນຮູບຮີ. ພິຈາລະນາສະໜາມໄຟຟ້າຂອງຄື້ນຍົນທີ່ເດີນທາງໄປໃນທິດທາງ +z, ອະທິບາຍໂດຍສົມຜົນ (4):
ສະຖານທີ່ຂອງຈຸດທີ່ປາຍຂອງ vector ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າຈະສົມມຸດວ່າແມ່ນໃຫ້ຢູ່ໃນຮູບ 5.
ຮູບທີ 5. ຄື້ນກະແສໄຟຟ້າຂົ້ວໂລກກະທັນຫັນ. (4).
ພາກສະຫນາມໃນຮູບທີ 5, ເດີນທາງໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມກັບເຂັມໂມງ, ຈະເປັນຮູບຮີເບື້ອງຂວາມືຖ້າເດີນທາງອອກຈາກຫນ້າຈໍ. ຖ້າ vector ພາກສະຫນາມໄຟຟ້າ rotates ໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມ, ພາກສະຫນາມຈະຖືກຊ້າຍມືເປັນຮູບຮີ polarized.
ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ຂົ້ວຮູບຮີ ໝາຍເຖິງຄວາມແປກປະຫຼາດຂອງມັນ. ອັດຕາສ່ວນຂອງ eccentricity ກັບຄວາມກວ້າງຂອງຂວາງຂອງແກນທີ່ສໍາຄັນແລະເລັກນ້ອຍ. ຕົວຢ່າງ, ຄວາມຖີ່ຄື້ນຈາກສົມຜົນ (4) ແມ່ນ 1/0.3= 3.33. ຄື້ນຟອງຂົ້ວໂລກໄດ້ຖືກອະທິບາຍຕື່ມອີກໂດຍທິດທາງຂອງແກນໃຫຍ່. ສົມຜົນຄື້ນ (4) ມີແກນຕົ້ນຕໍປະກອບດ້ວຍແກນ x. ໃຫ້ສັງເກດວ່າແກນທີ່ສໍາຄັນສາມາດຢູ່ມຸມຂອງຍົນໃດໆ. ມຸມແມ່ນບໍ່ຈໍາເປັນເພື່ອໃຫ້ເຫມາະກັບແກນ X, Y ຫຼື Z. ສຸດທ້າຍ, ມັນເປັນສິ່ງສໍາຄັນທີ່ຈະສັງເກດວ່າທັງສອງຂົ້ວວົງແລະເສັ້ນແມ່ນກໍລະນີພິເສດຂອງ polarization elliptical. 1.0 eccentric eccentric polarized wave ເປັນຮູບຮີເປັນຄື້ນເປັນວົງມົນ. ຄື້ນເປັນຮູບສ້ວຍເປັນຮູບຮີທີ່ມີຄວາມເປັນກາງທີ່ບໍ່ມີຂອບເຂດ. ຄື້ນຟອງຂົ້ວເປັນເສັ້ນ.
ເສົາອາກາດ polarization
ໃນປັດຈຸບັນທີ່ພວກເຮົາຮູ້ເຖິງຄື້ນແມ່ເຫຼັກຂອງຍົນ polarized, polarization ຂອງເສົາອາກາດແມ່ນຖືກກໍານົດຢ່າງງ່າຍດາຍ.
Antenna Polarization ເສົາອາກາດການປະເມີນຢູ່ໄກ, ຂົ້ວຂອງພາກສະຫນາມ radiated ຜົນໄດ້ຮັບ. ດັ່ງນັ້ນ, ເສົາອາກາດມັກຈະຖືກລະບຸໄວ້ເປັນ "ເສັ້ນຂົ້ວເສັ້ນ" ຫຼື "ເສົາອາກາດຂົ້ວໂລກທາງຂວາມື".
ແນວຄວາມຄິດທີ່ງ່າຍດາຍນີ້ແມ່ນສໍາຄັນສໍາລັບການສື່ສານຂອງເສົາອາກາດ. ທຳອິດ, ເສົາອາກາດຂົ້ວໂລກແນວນອນຈະບໍ່ຕິດຕໍ່ສື່ສານກັບເສົາອາກາດທີ່ມີຂົ້ວຕາມແນວຕັ້ງ. ເນື່ອງຈາກ theorem reciprocity, ເສົາອາກາດສົ່ງແລະຮັບໃນລັກສະນະດຽວກັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ເສົາອາກາດຂົ້ວໂລກແນວຕັ້ງຈະສົ່ງ ແລະ ຮັບຊ່ອງຂົ້ວຕາມແນວຕັ້ງ. ດັ່ງນັ້ນ, ຖ້າທ່ານພະຍາຍາມຖ່າຍທອດເສົາອາກາດຂົ້ວໂລກຕາມແນວນອນ, ມັນຈະບໍ່ມີການຮັບ.
ໃນກໍລະນີທົ່ວໄປ, ສໍາລັບສອງເສົາອາກາດ polarized ເປັນເສັ້ນພືດຫມູນວຽນໂດຍກົງກັນກັບກັນໂດຍມຸມ ( ), ການສູນເສຍພະລັງງານເນື່ອງຈາກຄວາມຜິດພາດ polarization ນີ້ຈະໄດ້ຮັບການອະທິບາຍໂດຍປັດໄຈສູນເສຍ polarization (PLF):
ດັ່ງນັ້ນ, ຖ້າເສົາອາກາດສອງອັນມີຂົ້ວໂລກດຽວກັນ, ມຸມລະຫວ່າງຊ່ອງເອເລັກໂຕຣນິກ radiating ຂອງພວກມັນແມ່ນສູນ ແລະບໍ່ມີການສູນເສຍພະລັງງານເນື່ອງຈາກບໍ່ກົງກັນຂອງຂົ້ວ. ຖ້າເສົາອາກາດອັນໜຶ່ງຖືກຂົ້ວຕາມແນວຕັ້ງ ແລະ ອີກອັນໜຶ່ງເປັນຂົ້ວຕາມແນວນອນ, ມຸມແມ່ນ 90 ອົງສາ, ແລະ ບໍ່ມີການຖ່າຍທອດພະລັງງານ.
ໝາຍເຫດ: ການຍ້າຍໂທລະສັບຢູ່ເທິງຫົວຂອງທ່ານໄປສູ່ມຸມຕ່າງໆ ອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງການຮັບສັນຍານບາງຄັ້ງອາດຈະເພີ່ມຂຶ້ນ. ເສົາອາກາດໂທລະສັບມືຖືປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນເປັນເສັ້ນຂົ້ວ, ສະນັ້ນການຫມຸນໂທລະສັບມັກຈະກົງກັບ polarization ຂອງໂທລະສັບ, ດັ່ງນັ້ນການປັບປຸງການຮັບ.
ການຂົ້ວເປັນວົງກົມເປັນລັກສະນະທີ່ຕ້ອງການຂອງເສົາອາກາດຈໍານວນຫຼາຍ. ເສົາອາກາດທັງສອງແມ່ນຂົ້ວເປັນວົງ ແລະບໍ່ໄດ້ທົນທຸກຈາກການສູນເສຍສັນຍານເນື່ອງຈາກບໍ່ກົງກັນຂອງຂົ້ວ. ເສົາອາກາດທີ່ໃຊ້ໃນລະບົບ GPS ແມ່ນທາງຂວາມືເປັນຂົ້ວເປັນວົງ.
ຕອນນີ້ສົມມຸດວ່າເສົາອາກາດຂົ້ວໂລກເປັນເສັ້ນຮັບຄື້ນຂົ້ວໂລກເປັນວົງ. ທຽບເທົ່າ, ສົມມຸດວ່າເສົາອາກາດຂົ້ວໂລກພະຍາຍາມຮັບຄື້ນຂົ້ວເປັນເສັ້ນ. ປັດໄຈການສູນເສຍ Polarization ແມ່ນຫຍັງ?
ຈື່ໄວ້ວ່າຕົວຈິງແລ້ວການຂົ້ວເປັນວົງແມ່ນສອງຄື້ນເປັນເສັ້ນຂົ້ວເປັນຮູບແຂບ, 90 ອົງສາອອກຈາກໄລຍະ. ດັ່ງນັ້ນ, ເສົາອາກາດທີ່ເປັນເສັ້ນຂົ້ວ (LP) ຈະໄດ້ຮັບອົງປະກອບໄລຍະຄື້ນເປັນວົງກົມ (CP) ເທົ່ານັ້ນ. ດັ່ງນັ້ນ, ເສົາອາກາດ LP ຈະມີການສູນເສຍ polarization mismatch ຂອງ 0.5 (-3dB). ນີ້ແມ່ນຄວາມຈິງບໍ່ວ່າເສົາອາກາດ LP ຈະຖືກຫມຸນໄປທາງໃດ. ດັ່ງນັ້ນ:
ປັດໄຈການສູນເສຍ Polarization ບາງຄັ້ງເອີ້ນວ່າປະສິດທິພາບ polarization, ປັດໄຈທີ່ບໍ່ກົງກັນຂອງເສົາອາກາດ, ຫຼືປັດໄຈການຮັບເສົາອາກາດ. ຊື່ທັງຫມົດເຫຼົ່ານີ້ຫມາຍເຖິງແນວຄວາມຄິດດຽວກັນ.
ເວລາປະກາດ: 22-12-2023
