Ingeniarii electronici sciunt antennas signa in forma undarum energiae electromagneticae (EM) ab aequationibus Maxwell descriptarum emittere et recipere. Ut in multis argumentis, hae aequationes, et proprietates propagationis electromagnetismi, variis gradibus investigari possunt, a terminis relative qualitativis ad aequationes complexas.
Multae sunt partes propagationis energiae electromagneticae, quarum una est polarizatio, quae varios gradus momenti vel sollicitudinis in applicationibus et designis antennarum habere potest. Principia fundamentalia polarizationis ad omnem radiationem electromagneticam pertinent, inter quas radiofrequentiae/sine filo, energia optica, et saepe in applicationibus opticis adhibentur.
Quid est polarizatio antennae?
Antequam polarizationem intellegamus, primum principia fundamentalia undarum electromagneticarum intellegere debemus. Hae undae ex campis electricis (campis E) et campis magneticis (campis H) constant et in unam directionem moventur. Campi E et H inter se et ad directionem propagationis undae planae perpendiculares sunt.
Polarisatio ad planum campi E ex prospectu transmittentis signalis refertur: pro polarizatione horizontali, campus electricus lateraliter movebitur in plano horizontali, dum pro polarizatione verticali, campus electricus sursum deorsumque oscillabit in plano verticali (figura 1).
Figura 1: Undae energiae electromagneticae constant ex componentibus campi E et H inter se perpendicularibus.
Polarizatio linearis et polarizatio circularis
Modi polarizationis sequentes includunt:
In polarizatione lineari fundamentali, duae polarizationes possibiles inter se orthogonales (perpendiculares) sunt (Figura 2). In theoria, antenna recipiens polarizata horizontaliter signum ab antenna polarizata verticaliter non "videbit" et vice versa, etiamsi ambae eadem frequentia operentur. Quo melius alignatae sunt, eo plus signi capitur, et translatio energiae maximizatur cum polarizationes congruunt.
Figura II: Polarizatio linearis duas optiones polarizationis inter se ad angulos rectos praebet.
Polarizatio obliqua antennae genus polarizationis linearis est. Sicut polarizatio horizontalis et verticalis fundamentalis, haec polarizatio solum sensum habet in ambitu terrestri. Polarizatio obliqua est ad angulum ±45 graduum ad planum horizontale referentiae. Quamquam haec revera tantum alia forma polarizationis linearis est, vocabulum "linearis" plerumque solum ad antennas polarizatas horizontaliter vel verticaliter refertur.
Quamvis nonnulla iactura sint, signa ab antenna diagonali missa (vel recepta) solum cum antennis polarizatis horizontaliter vel verticaliter fieri possunt. Antennae oblique polarizatae utiles sunt cum polarizatio unius vel utriusque antennae ignota est vel in usu mutatur.
Polarisatio circularis (CP) est complexior quam polarisatio linearis. In hoc modo, polarisatio a vectore campi E repraesentata rotatur dum signum propagatur. Cum ad dextram rotatur (ex transmittente spectans), polarisatio circularis polarisatio circularis dextrorsa (RHCP) appellatur; cum ad sinistram rotatur, polarisatio circularis sinistra (LHCP) (Figura 3).
Figura 3: In polarisatione circulari, vector campi E undae electromagneticae rotatur; haec rotatio potest esse dextra vel sinistra.
Signum CP constat ex duabus undis orthogonalibus quae sunt ex phase discrepantes. Tres condiciones requiruntur ad signum CP generandum. Campus E debet constare ex duabus componentibus orthogonalibus; duae componentes debent esse 90 gradibus ex phase discrepantes et aequales amplitudine. Modus simplex ad CP generandum est uti antenna helicali.
Polarizatio elliptica (EP) genus polarizationis ellipticae (CP) est. Undae elliptice polarizatae sunt amplificatio producta a duabus undis lineariter polarizatis, sicut undae CP. Cum duae undae lineariter polarizatae inter se perpendiculares cum amplitudinibus inaequalibus coniunguntur, unda elliptice polarizata producitur.
Discrepantia polarizationis inter antennas per factorem amissionis polarizationis (PLF) describitur. Hic parametrus decibelibus (dB) exprimitur et functio est differentiae anguli polarizationis inter antennas transmittentem et recipientem. Theoretice, PLF a 0 dB (nulla amissio) pro antenna perfecte aligna ad infinitum dB (amissio infinita) pro antenna perfecte orthogonali variari potest.
Re vera autem, polarizationis congruentia (vel disconciliatio) non perfecta est, quia positio mechanica antennae, mores usoris, distortio canalis, reflexiones multiviae, et alia phaenomena aliquam distortionem angularem campi electromagnetici transmissi causare possunt. Initio, erit 10-30 dB vel plus "effluxus" polarizationis transversae signalis a polarizatione orthogonali, quod in quibusdam casibus sufficere potest ad recuperationem signi desiderati impediendam.
Contra, actualis PLF (Frequentia Latitudinis Focalis) duarum antennarum alignatorum cum polarizatione ideali potest esse 10 dB, 20 dB, vel maior, pro condicionibus, et recuperationem signalis impedire potest. Aliis verbis, polarizatio transversa non intenta et PLF utroque modo operari possunt, signum desideratum impediendo vel vim signalis desideratam minuendo.
Cur de polarizatione curamus?
Polarisatio duobus modis operatur: quo magis duae antennae in linea recta sunt et eandem polarizationem habent, eo maior est vis signi recepti. Contra, mala polarizatio in linea recta difficilius reddit receptoribus, sive destinatis sive insatisfactis, satis signi capere. In multis casibus, "canalis" polarizationem transmissam distorquet, vel una vel ambae antennae non in directione statica fixa sunt.
Electio polarizationis adhibendae plerumque a condicionibus institutionis vel atmosphaericis pendet. Exempli gratia, antenna polarizata horizontaliter melius fungetur et polarizationem suam servabit cum prope laquearia instituitur; contra, antenna polarizata verticaliter melius fungetur et polarizationem suam servabit cum prope parietem lateralem instituitur.
Antenna dipola late adhibita (sive simplex sive complicata) horizontaliter polarizatur in sua positione "normali" montis (Figura 4) et saepe 90 gradibus rotatur ut polarizationem verticalem assumat cum opus est vel ut modum polarizationis praeferatum sustineat (Figura 5).
Figura 4: Antenna dipola plerumque horizontaliter in malo suo collocatur ut polarizationem horizontalem praebeat.
Figura 5: Pro applicationibus polarizationem verticalem requirentibus, antenna dipola proinde poni potest ubi antenna capit.
Polarisatio verticalis vulgo adhibetur in radiophoniis mobilibus portatilibus, qualia sunt ea quae a primis respondentibus adhibentur, quia multae antennae radiophonicae verticaliter polarizatae etiam formam radiationis omnidirectionalem praebent. Ergo, tales antennae non necesse est reorientari etiam si directio radiophoni et antennae mutatur.
Antennae altae frequentiae (HF) 3-30 MHz typice construuntur ex simplicibus filis longis horizontaliter inter brachia suspensis. Longitudo earum a longitudine undae (10-100 m) determinatur. Hoc genus antennae naturaliter horizontaliter polarizatur.
Notandum est hanc zonam "frequentiae altae" appellari coepisse decenniis abhinc, cum 30 MHz revera frequentia alta esset. Quamquam haec descriptio nunc obsoleta videtur, designatio officialis est ab Unione Telecommunicationis Internationali et adhuc late in usu est.
Polarisatio praeferenda duobus modis determinari potest: vel undis terrestribus ad fortiorem signalationem brevis distantiae per apparatum emissionis utentem bandam undarum mediarum (MW) 300 kHz - 3 MHz, vel undis caelis ad longiores distantias per nexum ionosphaerae utendo. Generaliter loquendo, antennae verticaliter polarizatae meliorem propagationem undae terrestribus habent, dum antennae horizontaliter polarizatae meliorem actionem undae caeli habent.
Polarisatio circularis late in satellitibus adhibetur, quia orientatio satellitis respectu stationum terrestrium et aliorum satellitum perpetuo mutatur. Efficientia inter antennas transmittentes et recipientes maxima est cum ambae circulariter polarizantur, sed antennae lineariter polarizatae cum antennis CP adhiberi possunt, quamquam factor amissionis polarizationis est.
Polarisatio etiam magni momenti est systematibus 5G. Nonnullae antennae 5G cum inputu/outputu multiplici (MIMO) auctum fluxum transmissionis assequuntur polarizationem adhibitam ad spectrum praesto efficacius utendum. Hoc perficitur combinatione polarizationum signorum diversarum et multiplexatione spatiali antennarum (diversitas spatialis).
Systema duos fluxus datorum transmittere potest, quia fluxus datorum antennis orthogonaliter polarizatis independentibus connectuntur et separatim recuperari possunt. Etiam si aliqua polarizatio transversa propter distortionem viae et canalis, reflexiones, multivias, et alias imperfectiones existit, receptor algorithmos sophisticatos adhibet ad unumquodque signum originale recuperandum, quod ad rates errorum binariorum (BER) humiles et denique ad usum spectri emendatum perducit.
in conclusione
Polarizatio est proprietas antennae magni momenti quae saepe neglegitur. Polarizatio linearis (horizontalis et verticalis inclusa), polarizatio obliqua, polarizatio circularis et polarizatio elliptica ad varias applicationes adhibentur. Ambitus effectus RF ab extremo ad extremum quem antenna assequi potest pendet ab orientatione et ordinatione relativa. Antennae normales polarizationes diversas habent et aptae sunt ad diversas partes spectri, polarizationem praefertam pro applicatione destinata praebentes.
Producta commendata:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Parametri | Typica | Unitates |
| Frequentiae Ambitus | XX-XXX | GHz |
| Lucrum | Typus XV. | dBi |
| SWR | 1.3 Typ. | |
| Polarisatio | Dualis Linearis | |
| Isolatio Transversa Politiae | 60 Typ. | dB |
| Isolatio Portus | 70 Typ. | dB |
| Coniunctor | SMA-Ffemina | |
| Materia | Al | |
| Perficiens | Pingere | |
| Magnitudo(L*A*A) | 83.9*39.6*69.4 (±5) | mm |
| Pondus | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Res | Specificatio | Unitas |
| Frequentiae Ambitus | 1-18 | GHz |
| Lucrum | 10 Typ. | dBi |
| SWR | 1.5 Typ. | |
| Polarisatio | Linearis | |
| Isolatio Transversalis Po. | 30 Typ. | dB |
| Coniunctor | SMA-Femina | |
| Perficiens | Pnihil | |
| Materia | Al | |
| Magnitudo(L*A*A) | 182.4 * 185.1 * 116.6 (±5) | mm |
| Pondus | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Parametri | Typica | Unitates |
| Frequentiae Ambitus | 2-18 | GHz |
| Lucrum | Typus XV. | dBi |
| SWR | 1.5 Typ. |
|
| Polarisatio | Dualis Linearis |
|
| Isolatio Transversa Politiae | 40 | dB |
| Isolatio Portus | 40 | dB |
| Coniunctor | SMA-F |
|
| Curatio Superficiei | Pnihil |
|
| Magnitudo(L*A*A) | 276*147*147 (±5) | mm |
| Pondus | 0.945 | kg |
| Materia | Al |
|
| Temperatura Operativa | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Parametri | Typica | Unitates |
| Frequentiae Ambitus | 93-95 | GHz |
| Lucrum | Typus XXII. | dBi |
| SWR | 1.3 Typ. |
|
| Polarisatio | Dualis Linearis |
|
| Isolatio Transversa Politiae | 60 Typ. | dB |
| Isolatio Portus | 67 Typ. | dB |
| Coniunctor | WR10 |
|
| Materia | Cu |
|
| Perficiens | Aureus |
|
| Magnitudo(L*A*A) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| Pondus | 0.015 | kg |
Tempus publicationis: XI Aprilis MMXXIV
