ධ්රැවීකරණය ඇන්ටෙනා වල මූලික ලක්ෂණ වලින් එකකි. ප්ලේන් තරංගවල ධ්රැවීකරණය අපි මුලින්ම තේරුම් ගත යුතුයි. එවිට අපට ඇන්ටෙනා ධ්‍රැවීකරණයේ ප්රධාන වර්ග ගැන සාකච්ඡා කළ හැකිය.
රේඛීය ධ්රැවීකරණය
තලයේ විද්යුත් චුම්භක තරංගයක ධ්රැවීකරණය තේරුම් ගැනීමට අපි පටන් ගනිමු.
සමතල විද්යුත් චුම්භක (EM) තරංගයක ලක්ෂණ කිහිපයක් ඇත. පළමුවැන්න නම් බලය එක් දිශාවකට ගමන් කරයි (විචිත්‍රවත් දිශාවන් දෙකක ක්ෂේත්‍ර වෙනස් නොවේ). දෙවනුව, විද්යුත් ක්ෂේත්රය සහ චුම්බක ක්ෂේත්රය එකිනෙකට ලම්බක වන අතර එකිනෙකට විකලාංග වේ. විද්යුත් සහ චුම්බක ක්ෂේත්‍ර තල තරංග ප්‍රචාරණයේ දිශාවට ලම්බක වේ. උදාහරණයක් ලෙස, (1) සමීකරණය මගින් ලබා දී ඇති තනි-සංඛ්‍යාත විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයක් (E ක්ෂේත්‍රයක්) සලකා බලන්න. විද්යුත් චුම්භක ක්ෂේත්රය +z දිශාවට ගමන් කරයි. විද්යුත් ක්ෂේත්රය +x දිශාවට යොමු කෙරේ. චුම්බක ක්ෂේත්රය +y දිශාවේ ඇත.
සමීකරණයේ (1), අංකනය නිරීක්ෂණය කරන්න: . මෙය ඒකක දෛශිකයක් (දිග දෛශිකයක්) වන අතර එමඟින් විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර ලක්ෂ්‍යය x දිශාවට ඇති බව කියයි. තලයේ තරංගය රූප සටහන 1 හි දක්වා ඇත.
රූපය 1. +z දිශාවට ගමන් කරන විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ චිත්‍රක නිරූපණය.
ධ්රැවීකරණය යනු විද්යුත් ක්ෂේත්‍රයක හෝඩුවාවක් සහ ප්‍රචාරණ හැඩය (සමෝච්ඡය) වේ. උදාහරණයක් ලෙස, තල තරංග විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර සමීකරණය (1) සලකා බලන්න. කාලයෙහි ශ්‍රිතයක් ලෙස විද්යුත් ක්ෂේත්රය (X,Y,Z) = (0,0,0) පවතින ස්ථානය අපි නිරීක්ෂණය කරමු. මෙම ක්ෂේත්රයේ විස්තාරය කාලානුරූපව අවස්ථා කිහිපයකදී රූප සටහන 2 හි දක්වා ඇත. ක්ෂේත්රය "F" සංඛ්‍යාතයේදී දෝලනය වේ.
රූපය 2. විවිධ අවස්ථාවලදී විද්යුත් ක්ෂේත්රය (X, Y, Z) = (0,0,0) නිරීක්ෂණය කරන්න.
විද්යුත් ක්ෂේත්රය මූලාරම්භයේ දී නිරීක්ෂණය කරනු ලැබේ, විස්තාරය තුළ එහා මෙහා දෝලනය වේ. විද්යුත් ක්ෂේත්රය සෑම විටම දක්වා ඇති x අක්ෂය දිගේ පවතී. විද්යුත් ක්ෂේත්රය තනි රේඛාවක් ඔස්සේ පවත්වා ගෙන යන බැවින් මෙම ක්ෂේත්රය රේඛීයව ධ්රැවීකරණය වී ඇති බව පැවසිය හැක. අතිරේකව, X-අක්ෂය පොළවට සමාන්තර නම්, මෙම ක්ෂේත්රය තිරස් ධ්‍රැවීකරණයක් ලෙසද විස්තර කෙරේ. ක්ෂේත්රය Y-අක්ෂය දිගේ දිශානුගත වී ඇත්නම්, තරංගය සිරස් අතට ධ්රැවීකරණය වී ඇති බව පැවසිය හැකිය.
රේඛීයව ධ්රැවීකරණය වූ තරංග තිරස් හෝ සිරස් අක්ෂයක් ඔස්සේ යොමු කිරීම අවශ්ය නොවේ. උදාහරණයක් ලෙස, රූප සටහන 3 හි පෙන්වා ඇති පරිදි රේඛාවක් දිගේ ඇති සීමාවක් සහිත විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර තරංගයක් ද රේඛීයව ධ්රැවීකරණය වේ.
රූපය 3. පථය කෝණයක් වන රේඛීය ධ්රැවීකරණය වූ තරංගයක විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර විස්තාරය.
රූප සටහන 3 හි විද්යුත් ක්ෂේත්රය සමීකරණය (2) මගින් විස්තර කළ හැක. දැන් විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ x සහ y සංරචකයක් ඇත. සංරචක දෙකම ප්රමාණයෙන් සමාන වේ.
සමීකරණය (2) ගැන සටහන් කළ යුතු එක් කරුණක් වන්නේ දෙවන අදියරේ xy-සංරචක සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික ක්ෂේත්‍ර වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ සංරචක දෙකම සෑම විටම එකම විස්තාරය ඇති බවයි.
චක්රලේඛය ධ්රැවීකරණය
දැන් උපකල්පනය කරන්න තල තරංගයක විද්යුත් ක්ෂේත්රය සමීකරණය (3):
මෙම අවස්ථාවෙහිදී, X- සහ Y-මූලද්‍රව්‍ය අංශක 90 කින් බැහැර වේ. ක්ෂේත්රය නැවත පෙර පරිදිම (X, Y, Z) = (0,0,0) ලෙස නිරීක්ෂණය කළහොත්, පහත රූප සටහන 4 හි දැක්වෙන පරිදි විද්යුත් ක්ෂේත්රය සහ කාල වක්‍රය දිස්වනු ඇත.
රූපය 4. විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ වසම. (3)
රූප සටහන 4 හි විද්යුත් ක්ෂේත්රය රවුමක භ්රමණය වේ. මෙම වර්ගයේ ක්ෂේත්රය වෘත්තාකාර ධ්රැවීකරණය වූ තරංගයක් ලෙස විස්තර කෙරේ. චක්රලේඛය ධ්රැවීකරණය සඳහා, පහත සඳහන් නිර්ණායක සපුරාලිය යුතුය:
- චක්රලේඛ ධ්රැවීකරණය සඳහා සම්මතය
- විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ විකලාංග (ලම්බක) සංරචක දෙකක් තිබිය යුතුය.
- විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ විකලාංග සංරචක සමාන විස්තාර තිබිය යුතුය.
- චතුරස්රාකාර සංරචක අදියරෙන් අංශක 90 ක් විය යුතුය.
Wave Figure 4 තිරය මත ගමන් කරන්නේ නම්, ක්ෂේත්‍ර භ්රමණය වාමාවර්තව සහ දකුණු අත රවුම් ධ්රැවීකරණය (RHCP) යැයි කියනු ලැබේ. ක්ෂේත්රය දක්ෂිණාවර්තව භ්රමණය වන්නේ නම්, ක්ෂේත්රය වම් අත රවුම් ධ්රැවීකරණය (LHCP) වේ.
ඉලිප්සීය ධ්රැවීකරණය
විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ ලම්බක කොටස් දෙකක් තිබේ නම්, අංශක 90 ක් පිටත නමුත් සමාන විශාලත්වයකින් යුක්ත නම්, ක්ෂේත්රය ඉලිප්සීය ධ්රැවීකරණය වේ. සමීකරණය (4) මගින් විස්තර කර ඇති +z දිශාවට ගමන් කරන තල තරංගයක විද්යුත් ක්ෂේත්රය සලකා බැලීම:
විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර දෛශිකයේ අග්‍රය උපකල්පනය කරන ලක්ෂ්‍යයේ පිහිටීම රූප සටහන 5 හි දක්වා ඇත.
රූපය 5. ක්ෂණික ඉලිප්සීය ධ්රැවීකරණ තරංග විද්යුත් ක්ෂේත්රය. (4)
රූපය 5 හි ඇති ක්ෂේත්රය, වාමාවර්තව දිශාවට ගමන් කරයි, තිරයෙන් පිටතට ගමන් කරන්නේ නම් දකුණු අත ඉලිප්සාකාර වේ. විද්යුත් ක්ෂේත්‍ර දෛශිකය ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට භ්රමණය වන්නේ නම්, ක්ෂේත්රය වම් අත ඉලිප්සාකාර ධ්රැවීකරණය වේ.
තවද, ඉලිප්සීය ධ්රැවීකරණය යන්නෙන් අදහස් කරන්නේ එහි විකේන්ද්‍රියතාවයයි. ප්රධාන සහ කුඩා අක්ෂවල විස්තාරය සඳහා විකේන්ද්රිකතාවයේ අනුපාතය. උදාහරණයක් ලෙස, (4) සමීකරණයෙන් තරංග විකේන්ද්‍රියතාවය 1/0.3= 3.33 වේ. ඉලිප්සීය ධ්රැවීකරණය වූ තරංග ප්රධාන අක්ෂයේ දිශාව මගින් තවදුරටත් විස්තර කෙරේ. තරංග සමීකරණයේ (4) මූලික වශයෙන් x-අක්ෂයෙන් සමන්විත අක්ෂයක් ඇත. ප්රධාන අක්ෂය ඕනෑම තල කෝණයක විය හැකි බව සලකන්න. X, Y හෝ Z අක්ෂයට ගැලපෙන පරිදි කෝණය අවශ්ය නොවේ. අවසාන වශයෙන්, වෘත්තාකාර සහ රේඛීය ධ්රැවීකරණය යන දෙකම ඉලිප්සීය ධ්‍රැවීකරණයේ විශේෂ අවස්ථා බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය. 1.0 විකේන්ද්රික ඉලිප්සීය ධ්රැවීකරණය වූ තරංගය වෘත්තාකාර ධ්රැවීකරණය වූ තරංගයකි. ඉලිප්සාකාර ධ්රැවීකරණය වූ තරංග අසීමිත විකේන්ද්‍රියතාවයකින් යුක්ත වේ. රේඛීය ධ්රැවීකරණය වූ තරංග.
ඇන්ටෙනා ධ්රැවීකරණය
දැන් අපි ධ්රැවීකරණය වූ තල තරංග විද්යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍ර ගැන දන්නා නිසා, ඇන්ටනාවක ධ්රැවීකරණය සරලව අර්ථ දක්වා ඇත.
ඇන්ටෙනා ධ්රැවීකරණය ඇන්ටෙනා දුර-ක්ෂේත්‍ර ඇගයීමක්, ප්‍රතිඵලයක් ලෙස විකිරණ ක්ෂේත්රයේ ධ්රැවීකරණය. එබැවින්, ඇන්ටනා බොහෝ විට "රේඛීය ධ්රැවීකරණය" හෝ "දකුණු අත රවුම් ධ්රැවීකරණය වූ ඇන්ටනා" ලෙස ලැයිස්තුගත කර ඇත.
මෙම සරල සංකල්පය ඇන්ටෙනා සන්නිවේදනය සඳහා වැදගත් වේ. පළමුව, තිරස් ධ්රැවීකරණය වූ ඇන්ටෙනාවක් සිරස් අතට ධ්රැවීකරණය වූ ඇන්ටෙනාවක් සමඟ සන්නිවේදනය නොකරයි. ප්‍රත්‍යාවර්ත ප්‍රමේයය හේතුවෙන්, ඇන්ටනාව සම්ප්‍රේෂණය කර ලබා ගන්නේ හරියටම එකම ආකාරයට ය. එබැවින් සිරස් ධ්රැවීකරණය වූ ඇන්ටනා සිරස් ධ්රැවීකරණය වූ ක්ෂේත්‍ර සම්ප්‍රේෂණය කර ලබා ගනී. එබැවින්, ඔබ සිරස් අතට ධ්රැවීකරණය වූ තිරස් ධ්රැවීකරණය වූ ඇන්ටෙනාවක් ප්‍රකාශ කිරීමට උත්සාහ කළහොත්, පිළිගැනීමක් නොමැත.
සාමාන්‍ය අවස්ථාවෙහිදී, කෝණයකින් ( ) එකිනෙකට සාපේක්ෂව භ්රමණය වන රේඛීය ධ්රැවීකරණය වූ ඇන්ටනා දෙකක් සඳහා, මෙම ධ්රැවීකරණ නොගැලපීම නිසා සිදුවන බල අලාභය ධ්රැවීකරණ පාඩු සාධකය (PLF) මගින් විස්තර කෙරේ:
එබැවින්, ඇන්ටනා දෙකක එකම ධ්‍රැවීකරණයක් තිබේ නම්, ඒවායේ විකිරණ ඉලෙක්ට්‍රෝන ක්ෂේත්‍ර අතර කෝණය ශුන්‍ය වන අතර ධ්රැවීකරණ නොගැලපීම හේතුවෙන් බල හානියක් සිදු නොවේ. එක් ඇන්ටෙනාවක් සිරස් අතට ධ්රැවීකරණය වී ඇති අතර අනෙක තිරස් අතට ධ්රැවීකරණය වී ඇත්නම්, කෝණය අංශක 90 ක් වන අතර බලය මාරු නොකෙරේ.
සටහන: ඔබගේ හිසට උඩින් දුරකථනය විවිධ කෝණවලට ගෙන යාම සමහර විට පිළිගැනීම වැඩි කළ හැක්කේ මන්දැයි පැහැදිලි කරයි. ජංගම දුරකථන ඇන්ටනා සාමාන්‍යයෙන් රේඛීයව ධ්රැවීකරණය වී ඇත, එබැවින් දුරකථනය කරකවීම බොහෝ විට දුරකථනයේ ධ්‍රැවීකරණයට ගැලපේ, එමඟින් පිළිගැනීම වැඩි දියුණු වේ.
චක්‍ර ධ්රැවීකරණය බොහෝ ඇන්ටනා වල යෝග්‍ය ලක්ෂණයකි. ඇන්ටනා දෙකම වෘත්තාකාරව ධ්රැවීකරණය වී ඇති අතර ධ්රැවීකරණ නොගැලපීම හේතුවෙන් සංඥා අහිමි වීමෙන් පීඩා විඳින්නේ නැත. GPS පද්ධතිවල භාවිතා වන ඇන්ටනා දකුණු අත රවුම් ලෙස ධ්රැවීකරණය වී ඇත.
දැන් උපකල්පනය කරන්න රේඛීය ධ්රැවීකරණය වූ ඇන්ටනාවකට වෘත්තාකාර ධ්රැවීකරණය වූ තරංග ලැබේ. සමානව, වෘත්තාකාර ධ්රැවීකරණය වූ ඇන්ටනාවක් රේඛීය ධ්රැවීකරණය වූ තරංග ලබා ගැනීමට උත්සාහ කරන බව උපකල්පනය කරන්න. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ධ්රැවීකරණය අහිමි වීමේ සාධකය කුමක්ද?
චක්‍ර ධ්රැවීකරණය යනු අංශක 90 ක් දුරින් විකලාංග රේඛීය ධ්රැවීකරණය වූ තරංග දෙකක් බව මතක තබා ගන්න. එබැවින්, රේඛීය ධ්රැවීකරණය වූ (LP) ඇන්ටනාවකට ලැබෙන්නේ වෘත්තාකාර ධ්රැවීකරණය වූ (CP) තරංග අදියර සංරචකය පමණි. එබැවින්, LP ඇන්ටෙනාවට 0.5 (-3dB) ක ධ්රැවීකරණ නොගැලපීම පාඩුවක් ඇත. LP ඇන්ටනාව කරකවන කෝණය කුමක් වුවත් මෙය සත්‍යයකි. එබැවින්:
ධ්රැවීකරණ අලාභ සාධකය සමහර විට ධ්රැවීකරණ කාර්යක්ෂමතාව, ඇන්ටෙනා නොගැලපෙන සාධකය හෝ ඇන්ටෙනා පිළිගැනීමේ සාධකය ලෙස හැඳින්වේ. මෙම සියලු නම් එකම සංකල්පයකට යොමු වේ.
පසු කාලය: දෙසැම්බර්-22-2023
