ධ්‍රැවීකරණය යනු ඇන්ටෙනා වල මූලික ලක්ෂණයකි. අපි මුලින්ම තල තරංගවල ධ්‍රැවීකරණය තේරුම් ගත යුතුයි. ඉන්පසු අපට ඇන්ටෙනා ධ්‍රැවීකරණයේ ප්‍රධාන වර්ග සාකච්ඡා කළ හැකිය.
රේඛීය ධ්‍රැවීකරණය
අපි තල විද්‍යුත් චුම්භක තරංගයක ධ්‍රැවීකරණය තේරුම් ගැනීමට පටන් ගනිමු.
තල විද්‍යුත් චුම්භක (EM) තරංගයකට ලක්ෂණ කිහිපයක් ඇත. පළමුවැන්න නම් බලය එක් දිශාවකට ගමන් කිරීමයි (වලාභ දිශා දෙකක ක්ෂේත්‍රයක් වෙනස් නොවේ). දෙවනුව, විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය සහ චුම්භක ක්ෂේත්‍රය එකිනෙකට ලම්බකව සහ ලම්බකව පවතී. විද්‍යුත් සහ චුම්භක ක්ෂේත්‍ර තල තරංග ප්‍රචාරණයේ දිශාවට ලම්බකව පවතී. උදාහරණයක් ලෙස, සමීකරණය (1) මගින් ලබා දී ඇති තනි සංඛ්‍යාත විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක් (E ක්ෂේත්‍රය) සලකා බලන්න. විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍රය +z දිශාවට ගමන් කරයි. විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය +x දිශාවට යොමු කෙරේ. චුම්භක ක්ෂේත්‍රය +y දිශාවට ඇත.
(1) සමීකරණයේදී, මෙම සංකේතය නිරීක්ෂණය කරන්න: . මෙය ඒකක දෛශිකයක් (දිග දෛශිකයක්) වන අතර, එයින් කියවෙන්නේ විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර ලක්ෂ්‍යය x දිශාවට ඇති බවයි. තල තරංගය රූපය 1 හි දක්වා ඇත.
රූපය 1. +z දිශාවට ගමන් කරන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ චිත්‍රක නිරූපණය.
ධ්‍රැවීකරණය යනු විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයක අනුරේඛනය සහ ප්‍රචාරණ හැඩය (සමෝච්ඡය) වේ. උදාහරණයක් ලෙස, තල තරංග විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර සමීකරණය (1) සලකා බලන්න. කාලයේ ශ්‍රිතයක් ලෙස විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය (X,Y,Z) = (0,0,0) වන ස්ථානය අපි නිරීක්ෂණය කරන්නෙමු. මෙම ක්ෂේත්‍රයේ විස්තාරය රූප සටහන 2 හි, කාලයෙහි අවස්ථා කිහිපයකදී ප්‍රස්ථාරගත කර ඇත. ක්ෂේත්‍රය සංඛ්‍යාතය "F" හි දෝලනය වේ.
රූපය 2. විවිධ කාලවලදී විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය (X, Y, Z) = (0,0,0) නිරීක්ෂණය කරන්න.
විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය මූලාරම්භයේදී නිරීක්ෂණය වන අතර, විස්තාරයෙන් ඉදිරියට සහ පසුපසට දෝලනය වේ. විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය සැමවිටම දක්වා ඇති x-අක්ෂය දිගේ පවතී. විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය තනි රේඛාවක් ඔස්සේ පවත්වා ගෙන යන බැවින්, මෙම ක්ෂේත්‍රය රේඛීයව ධ්‍රැවීකරණය වී ඇති බව පැවසිය හැකිය. ඊට අමතරව, X-අක්ෂය බිමට සමාන්තර නම්, මෙම ක්ෂේත්‍රය තිරස් අතට ධ්‍රැවීකරණය වී ඇති බව ද විස්තර කෙරේ. ක්ෂේත්‍රය Y-අක්ෂය දිගේ නැඹුරු 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, රූපය 3 හි දැක්වෙන පරිදි රේඛාවක් දිගේ සීමාවක් සහිත විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර තරංගයක් ද රේඛීයව ධ්‍රැවීකරණය වනු ඇත.
රූපය 3. රේඛීයව ධ්‍රැවීකරණය වූ තරංගයක, එහි ගමන් පථය කෝණයක් වන විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර විස්තාරය.
රූපය 3 හි විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය (2) සමීකරණය මගින් විස්තර කළ හැක. දැන් විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ x සහ y සංරචකයක් ඇත. සංරචක දෙකම ප්‍රමාණයෙන් සමාන වේ.
සමීකරණය (2) ගැන සඳහන් කළ යුතු එක් දෙයක් නම් දෙවන අදියරේදී xy-සංරචකය සහ ඉලෙක්ට්‍රොනික ක්ෂේත්‍ර වේ. මෙයින් අදහස් කරන්නේ සංරචක දෙකම සෑම විටම එකම විස්තාරයක් ඇති බවයි.
චක්‍රීය ධ්‍රැවීකරණය
දැන් තල තරංගයක විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය (3) සමීකරණය මගින් ලබා දී ඇතැයි උපකල්පනය කරන්න:
මෙම අවස්ථාවේදී, X- සහ Y-මූලද්‍රව්‍ය අංශක 90ක් අවධියෙන් පිටත පවතී. ක්ෂේත්‍රය පෙර පරිදිම (X, Y, Z) = (0,0,0) ලෙස නිරීක්ෂණය කළහොත්, විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයට එදිරිව කාල වක්‍රය රූපය 4 හි පහත දැක්වෙන පරිදි 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 වෘත්තාකාරව ධ්‍රැවීකරණය වූ තරංගයක් ලෙස විස්තර කෙරේ. වෘත්තාකාර ධ්‍රැවීකරණය සඳහා, පහත නිර්ණායක සපුරාලිය යුතුය:
- චක්‍රීය ධ්‍රැවීකරණය සඳහා ප්‍රමිතිය
- විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයට විකලාංග (ලම්බක) සංරචක දෙකක් තිබිය යුතුය.
- විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයේ විකලාංග සංරචකවලට සමාන විස්තාර තිබිය යුතුය.
- චතුරස්‍ර සංරචක අංශක 90ක් කලා තලයෙන් පිටත තිබිය යුතුය.
තරංග රූපය 4 තිරය මත ගමන් කරන්නේ නම්, ක්ෂේත්‍ර භ්‍රමණය වාමාවර්තව සහ දකුණු අත චක්‍රලේඛ ධ්‍රැවීකරණය (RHCP) ලෙස කියනු ලැබේ. ක්ෂේත්‍රය දක්ෂිණාවර්තව භ්‍රමණය කරන්නේ නම්, ක්ෂේත්‍රය වම් අත චක්‍රලේඛ ධ්‍රැවීකරණය (LHCP) වනු ඇත.
ඉලිප්සීය ධ්‍රැවීකරණය
විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රයට ලම්බක සංරචක දෙකක් තිබේ නම්, එනම් අදියරෙන් අංශක 90ක් පිටත නමුත් සමාන විශාලත්වයකින් යුක්ත නම්, ක්ෂේත්‍රය ඉලිප්සාකාරව ධ්‍රැවීකරණය වේ. සමීකරණය (4) මගින් විස්තර කර ඇති +z දිශාවට ගමන් කරන තල තරංගයක විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය සලකා බැලීමේදී:
විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර දෛශිකයේ කෙළවර උපකල්පනය කරන ලක්ෂ්‍යයේ පිහිටීම රූපය 5 හි දක්වා ඇත.
රූපය 5. ක්ෂණික ඉලිප්සීය ධ්‍රැවීකරණ තරංග විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍රය. (4).
රූපය 5 හි ඇති ක්ෂේත්‍රය වාමාවර්තව ගමන් කරන අතර, තිරයෙන් පිටතට ගමන් කරන්නේ නම් එය දකුණු අත ඉලිප්සාකාර වේ. විද්‍යුත් ක්ෂේත්‍ර දෛශිකය ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවට භ්‍රමණය වන්නේ නම්, ක්ෂේත්‍රය වම් අත ඉලිප්සාකාරව ධ්‍රැවීකරණය වේ.
තවද, ඉලිප්සීය ධ්‍රැවීකරණය යනු එහි විකේන්ද්‍රියතාවයයි. ප්‍රධාන සහ සුළු අක්ෂවල විස්තාරයට විකේන්ද්‍රියතාවයේ අනුපාතය. උදාහරණයක් ලෙස, සමීකරණය (4) සිට තරංග විකේන්ද්‍රියතාවය 1/0.3= 3.33 වේ. ඉලිප්සීය වශයෙන් ධ්‍රැවීකරණය වූ තරංග ප්‍රධාන අක්ෂයේ දිශාව මගින් තවදුරටත් විස්තර කෙරේ. තරංග සමීකරණය (4) ප්‍රධාන වශයෙන් x-අක්ෂයෙන් සමන්විත අක්ෂයක් ඇත. ප්‍රධාන අක්ෂය ඕනෑම තල කෝණයක තිබිය හැකි බව සලකන්න. X, Y හෝ Z අක්ෂයට ගැළපීමට කෝණය අවශ්‍ය නොවේ. අවසාන වශයෙන්, චක්‍රලේඛ සහ රේඛීය ධ්‍රැවීකරණය යන දෙකම ඉලිප්සීය ධ්‍රැවීකරණයේ විශේෂ අවස්ථා බව සැලකිල්ලට ගැනීම වැදගත්ය. 1.0 විකේන්ද්‍රික ඉලිප්සීය ධ්‍රැවීකරණය වූ තරංගය යනු චක්‍රලේඛ ධ්‍රැවීකරණය වූ තරංගයකි. අනන්ත විකේන්ද්‍රියතාවය සහිත ඉලිප්සීය වශයෙන් ධ්‍රැවීකරණය වූ තරංග. රේඛීයව ධ්‍රැවීකරණය වූ තරංග.
ඇන්ටෙනා ධ්‍රැවීකරණය
දැන් අපි ධ්‍රැවීකරණය වූ තල තරංග විද්‍යුත් චුම්භක ක්ෂේත්‍ර පිළිබඳව දැනුවත් බැවින්, ඇන්ටෙනාවක ධ්‍රැවීකරණය සරලව අර්ථ දක්වා ඇත.
ඇන්ටෙනා ධ්‍රැවීකරණය ඇන්ටෙනා දුර-ක්ෂේත්‍ර ඇගයීමක්, ප්‍රතිඵලයක් ලෙස විකිරණ ක්ෂේත්‍රයේ ධ්‍රැවීකරණය. එබැවින්, ඇන්ටනා බොහෝ විට "රේඛීයව ධ්‍රැවීකරණය" හෝ "දකුණු අත රවුම් ලෙස ධ්‍රැවීකරණය වූ ඇන්ටනා" ලෙස ලැයිස්තුගත කර ඇත.
මෙම සරල සංකල්පය ඇන්ටෙනා සන්නිවේදනය සඳහා වැදගත් වේ. පළමුව, තිරස් අතට ධ්‍රැවීකරණය වූ ඇන්ටෙනාවක් සිරස් අතට ධ්‍රැවීකරණය වූ ඇන්ටෙනාවක් සමඟ සන්නිවේදනය නොකරනු ඇත. පරස්පරතා ප්‍රමේයය නිසා, ඇන්ටනාව සම්ප්‍රේෂණය කරන්නේ සහ ලබා ගන්නේ හරියටම එකම ආකාරයටයි. එබැවින්, සිරස් අතට ධ්‍රැවීකරණය වූ ඇන්ටනා සිරස් අතට ධ්‍රැවීකරණය වූ ක්ෂේත්‍ර සම්ප්‍රේෂණය කර ලබා ගනී. එබැවින්, ඔබ සිරස් අතට ධ්‍රැවීකරණය වූ තිරස් අතට ධ්‍රැවීකරණය වූ ඇන්ටෙනාවක් සම්ප්‍රේෂණය කිරීමට උත්සාහ කළහොත්, පිළිගැනීමක් නොමැත.
සාමාන්‍ය අවස්ථාවෙහිදී, ( ) කෝණයකින් එකිනෙකට සාපේක්ෂව භ්‍රමණය වන රේඛීයව ධ්‍රැවීකරණය වූ ඇන්ටනා දෙකක් සඳහා, මෙම ධ්‍රැවීකරණ නොගැලපීම නිසා ඇතිවන බල අලාභය ධ්‍රැවීකරණ අලාභ සාධකය (PLF) මගින් විස්තර කෙරේ:
එබැවින්, ඇන්ටනා දෙකක එකම ධ්‍රැවීකරණයක් තිබේ නම්, ඒවායේ විකිරණශීලී ඉලෙක්ට්‍රෝන ක්ෂේත්‍ර අතර කෝණය ශුන්‍ය වන අතර ධ්‍රැවීකරණ නොගැලපීම හේතුවෙන් බල අලාභයක් සිදු නොවේ. එක් ඇන්ටනාවක් සිරස් අතට ධ්‍රැවීකරණය වී ඇති අතර අනෙක තිරස් අතට ධ්‍රැවීකරණය වී ඇත්නම්, කෝණය අංශක 90 ක් වන අතර, කිසිදු බලයක් මාරු නොකෙරේ.
සටහන: දුරකථනය ඔබේ හිසට ඉහළින් විවිධ කෝණවලට ගෙනයාමෙන් සමහර විට පිළිගැනීම වැඩි කළ හැක්කේ මන්දැයි පැහැදිලි වේ. ජංගම දුරකථන ඇන්ටනා සාමාන්‍යයෙන් රේඛීයව ධ්‍රැවීකරණය වී ඇත, එබැවින් දුරකථනය භ්‍රමණය කිරීම බොහෝ විට දුරකථනයේ ධ්‍රැවීකරණයට ගැළපෙන අතර එමඟින් පිළිගැනීම වැඩි දියුණු වේ.
චක්‍රලේඛ ධ්‍රැවීකරණය බොහෝ ඇන්ටනා වල යෝග්‍ය ලක්ෂණයකි. ඇන්ටනා දෙකම චක්‍රලේඛ ධ්‍රැවීකරණය වී ඇති අතර ධ්‍රැවීකරණ නොගැලපීම හේතුවෙන් සංඥා නැතිවීමෙන් පීඩා විඳින්නේ නැත. GPS පද්ධතිවල භාවිතා වන ඇන්ටනා දකුණු අත චක්‍රලේඛ ධ්‍රැවීකරණය වී ඇත.
දැන් රේඛීයව ධ්‍රැවීකරණය වූ ඇන්ටෙනාවකට වෘත්තාකාරව ධ්‍රැවීකරණය වූ තරංග ලැබෙන බව උපකල්පනය කරන්න. ඒ හා සමානව, වෘත්තාකාරව ධ්‍රැවීකරණය වූ ඇන්ටෙනාවක් රේඛීයව ධ්‍රැවීකරණය වූ තරංග ලබා ගැනීමට උත්සාහ කරන බව උපකල්පනය කරන්න. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ධ්‍රැවීකරණය නැතිවීමේ සාධකය කුමක්ද?
චක්‍රලේඛ ධ්‍රැවීකරණය යනු ඇත්ත වශයෙන්ම අදියරෙන් අංශක 90ක් පිටතින් ඇති විකලාංග රේඛීය ධ්‍රැවීකරණය වූ තරංග දෙකක් බව මතක තබා ගන්න. එබැවින්, රේඛීය ධ්‍රැවීකරණය වූ (LP) ඇන්ටෙනාවකට ලැබෙන්නේ චක්‍රලේඛ ධ්‍රැවීකරණය වූ (CP) තරංග අදියර සංරචකය පමණි. එබැවින්, LP ඇන්ටෙනාවට 0.5 (-3dB) ක ධ්‍රැවීකරණ නොගැලපීම අලාභයක් ඇත. LP ඇන්ටනාව භ්‍රමණය වන කෝණය කුමක් වුවත් මෙය සත්‍ය වේ. එබැවින්:
ධ්‍රැවීකරණ අලාභ සාධකය සමහර විට ධ්‍රැවීකරණ කාර්යක්ෂමතාව, ඇන්ටෙනා නොගැලපුම් සාධකය හෝ ඇන්ටෙනා පිළිගැනීමේ සාධකය ලෙස හැඳින්වේ. මෙම සියලු නම් එකම සංකල්පයට යොමු වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: දෙසැම්බර්-22-2023
