Էլեկտրոնային ինժեներները գիտեն, որ անտենաները ազդանշաններ են ուղարկում և ստանում էլեկտրամագնիսական (ԷՄ) էներգիայի ալիքների տեսքով, որոնք նկարագրվում են Մաքսվելի հավասարումներով: Ինչպես շատ թեմաների դեպքում, այս հավասարումները և էլեկտրամագնիսականության տարածման հատկությունները կարող են ուսումնասիրվել տարբեր մակարդակներում՝ համեմատաբար որակական տերմիններից մինչև բարդ հավասարումներ:
Էլեկտրամագնիսական էներգիայի տարածումը ունի բազմաթիվ ասպեկտներ, որոնցից մեկը բևեռացումն է, որը կարող է տարբեր աստիճանի ազդեցություն կամ մտահոգություն ունենալ կիրառություններում և դրանց անտենաների նախագծման մեջ: Բևեռացման հիմնական սկզբունքները վերաբերում են բոլոր էլեկտրամագնիսական ճառագայթմանը, ներառյալ ռադիոհաճախականության/անլար կապի, օպտիկական էներգիային, և հաճախ օգտագործվում են օպտիկական կիրառություններում:
Ի՞նչ է անտենայի բևեռացումը։
Բևեռացումը հասկանալուց առաջ մենք նախ պետք է հասկանանք էլեկտրամագնիսական ալիքների հիմնական սկզբունքները: Այս ալիքները կազմված են էլեկտրական դաշտերից (E դաշտեր) և մագնիսական դաշտերից (H դաշտեր) և շարժվում են մեկ ուղղությամբ: E և H դաշտերը ուղղահայաց են միմյանց և հարթ ալիքի տարածման ուղղությանը:
Բևեռացումը վերաբերում է E-դաշտի հարթությանը ազդանշանի փոխանցիչի տեսանկյունից. հորիզոնական բևեռացման դեպքում էլեկտրական դաշտը կշարժվի կողքից հորիզոնական հարթությունում, մինչդեռ ուղղահայաց բևեռացման դեպքում էլեկտրական դաշտը կտատանվի վերև և ներքև ուղղահայաց հարթությունում (նկար 1):
Նկար 1. Էլեկտրամագնիսական էներգիայի ալիքները կազմված են փոխադարձ ուղղահայաց E և H դաշտի բաղադրիչներից
Գծային բևեռացում և շրջանաձև բևեռացում
Բևեռացման ռեժիմները ներառում են հետևյալը.
Հիմնական գծային բևեռացման դեպքում երկու հնարավոր բևեռացումները միմյանց նկատմամբ օրթոգոնալ (ուղղահայաց) են (Նկար 2): Տեսականորեն, հորիզոնական բևեռացված ընդունող անտենան չի «տեսնի» ուղղահայաց բևեռացված անտենայից եկող ազդանշանը և հակառակը, նույնիսկ եթե երկուսն էլ աշխատում են նույն հաճախականությամբ: Որքան լավ են դրանք դասավորված, այնքան ավելի շատ ազդանշան է որսվում, և էներգիայի փոխանցումը մաքսիմալացվում է, երբ բևեռացումները համընկնում են:
Նկար 2. Գծային բևեռացումը ապահովում է բևեռացման երկու տարբերակ՝ միմյանց նկատմամբ ուղիղ անկյան տակ
Անտենայի թեք բևեռացումը գծային բևեռացման տեսակ է: Ինչպես հիմնական հորիզոնական և ուղղահայաց բևեռացումը, այս բևեռացումը իմաստ ունի միայն երկրային միջավայրում: Թեք բևեռացումը հորիզոնական հենակետային հարթության նկատմամբ ±45 աստիճանի անկյան տակ է: Չնայած սա իրականում գծային բևեռացման մեկ այլ ձև է, «գծային» տերմինը սովորաբար վերաբերում է միայն հորիզոնական կամ ուղղահայաց բևեռացված անտենաներին:
Որոշակի կորուստներից անկախ, անկյունագծային անտենայով ուղարկվող (կամ ստացված) ազդանշանները հնարավոր են միայն հորիզոնական կամ ուղղահայաց բևեռացված անտենաներով: Թեք բևեռացված անտենաները օգտակար են, երբ մեկ կամ երկու անտենաների բևեռացումը անհայտ է կամ փոխվում է օգտագործման ընթացքում:
Շրջանաձև բևեռացումը (CP) ավելի բարդ է, քան գծային բևեռացումը։ Այս ռեժիմում E դաշտի վեկտորով ներկայացված բևեռացումը պտտվում է ազդանշանի տարածմանը զուգընթաց։ Երբ պտտվում է դեպի աջ (հաղորդիչից նայելիս), շրջանաձև բևեռացումը կոչվում է աջակողմյան շրջանաձև բևեռացում (RHCP), իսկ երբ պտտվում է դեպի ձախ՝ ձախակողմյան շրջանաձև բևեռացում (LHCP) (Նկար 3):
Նկար 3. Շրջանաձև բևեռացման դեպքում էլեկտրամագնիսական ալիքի E դաշտի վեկտորը պտտվում է. այս պտույտը կարող է լինել աջ կամ ձախ։
CP ազդանշանը բաղկացած է երկու օրթոգոնալ ալիքներից, որոնք փուլից դուրս են։ CP ազդանշան ստեղծելու համար անհրաժեշտ են երեք պայմաններ։ E դաշտը պետք է բաղկացած լինի երկու օրթոգոնալ բաղադրիչներից. երկու բաղադրիչները պետք է լինեն փուլից դուրս 90 աստիճանով և հավասար լինեն ամպլիտուդով։ CP ստեղծելու պարզ միջոց է պարուրաձև անտենայի օգտագործումը։
Էլիպտիկ բևեռացումը (ԷԲ) CP-ի տեսակ է: Էլիպտիկ բևեռացված ալիքները երկու գծային բևեռացված ալիքների, օրինակ՝ CP ալիքների, կողմից առաջացած ուժգնացումն են: Երբ երկու փոխադարձ ուղղահայաց գծային բևեռացված ալիքներ՝ անհավասար ամպլիտուդներով, միանում են, առաջանում է էլիպտիկ բևեռացված ալիք:
Անտենաների միջև բևեռացման անհամապատասխանությունը նկարագրվում է բևեռացման կորստի գործակցով (PLF): Այս պարամետրը արտահայտվում է դեցիբելներով (dB) և փոխանցող և ընդունող անտենաների միջև բևեռացման անկյան տարբերության ֆունկցիա է: Տեսականորեն, PLF-ը կարող է տատանվել 0 դԲ-ից (առանց կորստի)՝ կատարյալ դասավորված անտենայի համար, մինչև անսահման դԲ (անվերջ կորուստ)՝ կատարյալ ուղղանկյուն անտենայի համար:
Սակայն իրականում բևեռացման հավասարեցումը (կամ անհամապատասխանությունը) կատարյալ չէ, քանի որ անտենայի մեխանիկական դիրքը, օգտագործողի վարքագիծը, ալիքի աղավաղումը, բազմաուղի անդրադարձումները և այլ երևույթներ կարող են առաջացնել փոխանցվող էլեկտրամագնիսական դաշտի որոշակի անկյունային աղավաղում: Սկզբում օրթոգոնալ բևեռացումից կլինի 10-30 դԲ կամ ավելի ազդանշանի խաչաձև բևեռացման «արտահոսք», որը որոշ դեպքերում կարող է բավարար լինել ցանկալի ազդանշանի վերականգնմանը խանգարելու համար:
Ի տարբերություն դրա, իդեալական բևեռացմամբ երկու դասավորված անտենաների համար իրական PLF-ը կարող է լինել 10 դԲ, 20 դԲ կամ ավելի՝ կախված հանգամանքներից, և կարող է խոչընդոտել ազդանշանի վերականգնմանը: Այլ կերպ ասած, չնախատեսված խաչաձև բևեռացումը և PLF-ը կարող են աշխատել երկու ուղղությամբ՝ խանգարելով ցանկալի ազդանշանին կամ նվազեցնելով ցանկալի ազդանշանի ուժգնությունը:
Ինչո՞ւ հոգ տանել բևեռացման մասին։
Բևեռացումը գործում է երկու եղանակով. որքան ավելի հավասար են երկու անտենաները և ունեն նույն բևեռացումը, այնքան ավելի ուժեղ է ընդունվող ազդանշանը: Եվ հակառակը, բևեռացման վատ հավասարեցումը դժվարացնում է ընդունիչների համար, անկախ նրանից՝ նրանք մտադիր են, թե ոչ, բավարար չափով որսալ հետաքրքրող ազդանշանը: Շատ դեպքերում «ալիքը» աղավաղում է փոխանցվող բևեռացումը, կամ մեկ կամ երկու անտենաներն էլ չեն գտնվում ֆիքսված ստատիկ ուղղությամբ:
Բևեռացման ընտրությունը սովորաբար որոշվում է տեղադրման կամ մթնոլորտային պայմաններով: Օրինակ, հորիզոնական բևեռացված անտենան ավելի լավ կաշխատի և կպահպանի իր բևեռացումը, երբ տեղադրվի առաստաղի մոտ, իսկ ուղղահայաց բևեռացված անտենան ավելի լավ կաշխատի և կպահպանի իր բևեռացման աշխատանքը, երբ տեղադրվի կողային պատի մոտ:
Լայնորեն օգտագործվող դիպոլային անտենան (սովորական կամ ծալված) հորիզոնական բևեռացված է իր «նորմալ» տեղադրման դիրքում (Նկար 4) և հաճախ պտտվում է 90 աստիճանով՝ անհրաժեշտության դեպքում ուղղահայաց բևեռացում ենթադրելու կամ նախընտրելի բևեռացման ռեժիմը ապահովելու համար (Նկար 5):
Նկար 4. Դիպոլային անտենան սովորաբար տեղադրվում է կայմի վրա հորիզոնական դիրքով՝ հորիզոնական բևեռացում ապահովելու համար։
Նկար 5. Ուղղահայաց բևեռացում պահանջող կիրառությունների համար դիպոլային անտենան կարող է համապատասխանաբար տեղադրվել այնտեղ, որտեղ անտենան բռնում է
Ուղղահայաց բևեռացումը սովորաբար օգտագործվում է ձեռքի շարժական ռադիոկայանների համար, ինչպիսիք են առաջին արձագանքողների կողմից օգտագործվողները, քանի որ ուղղահայաց բևեռացված ռադիոանտենաների շատ նախագծեր նաև ապահովում են բազմակողմանի ճառագայթման պատկեր։ Հետևաբար, նման անտենաները կարիք չունեն վերակողմնորոշվելու, նույնիսկ եթե ռադիոյի և անտենայի ուղղությունը փոխվում է։
3-30 ՄՀց բարձր հաճախականության (HF) անտենաները սովորաբար կառուցվում են որպես պարզ երկար լարեր, որոնք հորիզոնական կերպով միացված են փակագծերի միջև: Դրանց երկարությունը որոշվում է ալիքի երկարությամբ (10-100 մ): Այս տեսակի անտենաները բնականաբար հորիզոնական բևեռացված են:
Հարկ է նշել, որ այս տիրույթը «բարձր հաճախականություն» անվանելը սկսվել է տասնամյակներ առաջ, երբ 30 ՄՀց-ը իսկապես բարձր հաճախականություն էր։ Չնայած այս նկարագրությունն այժմ թվում է հնացած, այն Միջազգային Հեռահաղորդակցության Միության պաշտոնական անվանումն է և դեռևս լայնորեն օգտագործվում է։
Նախընտրելի բևեռացումը կարող է որոշվել երկու եղանակով՝ կամ օգտագործելով գետնային ալիքներ՝ ավելի ուժեղ կարճ հեռավորության ազդանշանային հեռարձակման համար՝ օգտագործելով 300 կՀց - 3 ՄՀց միջին ալիքային (ՄՎտ) գոտին, կամ օգտագործելով երկնային ալիքներ՝ ավելի երկար հեռավորությունների համար՝ իոնոսֆերային կապի միջոցով: Ընդհանուր առմամբ, ուղղահայաց բևեռացված անտենաներն ունեն ավելի լավ գետնային ալիքի տարածում, մինչդեռ հորիզոնական բևեռացված անտենաներն ունեն ավելի լավ երկնային ալիքի կատարողականություն:
Շրջանաձև բևեռացումը լայնորեն կիրառվում է արբանյակների համար, քանի որ արբանյակի կողմնորոշումը գետնային կայանների և այլ արբանյակների նկատմամբ անընդհատ փոխվում է: Փոխանցող և ընդունող անտենաների միջև արդյունավետությունն առավելագույնն է, երբ երկուսն էլ շրջանաձև բևեռացված են, բայց գծային բևեռացված անտենաները կարող են օգտագործվել CP անտենաների հետ, չնայած կա բևեռացման կորստի գործակից:
Բևեռացումը կարևոր է նաև 5G համակարգերի համար: Որոշ 5G բազմակի մուտքային/բազմակի ելքային (MIMO) անտենային զանգվածներ հասնում են բարձր թողունակության՝ օգտագործելով բևեռացումը՝ առկա սպեկտրն ավելի արդյունավետ օգտագործելու համար: Սա իրականացվում է տարբեր ազդանշանային բևեռացումների և անտենաների տարածական մուլտիպլեքսավորման (տարածական բազմազանություն) համադրության միջոցով:
Համակարգը կարող է փոխանցել երկու տվյալների հոսք, քանի որ տվյալների հոսքերը միացված են անկախ օրթոգոնալ բևեռացված անտենաներով և կարող են վերականգնվել անկախ։ Նույնիսկ եթե որոշակի խաչաձև բևեռացում կա՝ ուղու և ալիքի աղավաղման, անդրադարձումների, բազմուղի և այլ թերությունների պատճառով, ընդունիչը կիրառում է բարդ ալգորիթմներ՝ յուրաքանչյուր սկզբնական ազդանշանը վերականգնելու համար, ինչը հանգեցնում է բիթային սխալի ցածր մակարդակի (BER) և, ի վերջո, սպեկտրի օգտագործման բարելավման։
եզրակացության մեջ
Բևեռացումը անտենայի կարևոր հատկություն է, որը հաճախ անտեսվում է: Գծային (ներառյալ հորիզոնական և ուղղահայաց) բևեռացումը, թեք բևեռացումը, շրջանաձև բևեռացումը և էլիպտիկ բևեռացումը օգտագործվում են տարբեր կիրառությունների համար: Անտենայի կողմից ծայրից ծայր ռադիոհաճախականության կատարողականի միջակայքը կախված է դրա հարաբերական կողմնորոշումից և դասավորվածությունից: Ստանդարտ անտենաներն ունեն տարբեր բևեռացումներ և հարմար են սպեկտրի տարբեր մասերի համար՝ ապահովելով նպատակային կիրառման համար նախընտրելի բևեռացումը:
Առաջարկվող ապրանքներ՝
| RM-ԴՊՀԱ2030-15 | ||
| Պարամետրեր | Տիպիկ | Միավորներ |
| Հաճախականության միջակայք | 20-30 | ԳՀց |
| Շահույթ | 15 Տիպ. | dBi |
| VSWR | 1.3 Տիպ. | |
| Բևեռացում | Երկակի Գծային | |
| Խաչաձև մեկուսացում | 60 տիպ | dB |
| Պորտի մեկուսացում | 70 տիպ | dB |
| Միակցիչ | ՍՄԱ-Fէմալե տղամարդ | |
| Նյութ | Al | |
| Ավարտում | Նկարել | |
| Չափս(L*W*H) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| Քաշը | 0.074 | kg |
| RM-ԲԴՀԱ118-10 | ||
| Ապրանք | Տեխնիկական բնութագրեր | Միավոր |
| Հաճախականության միջակայք | 1-18 | ԳՀց |
| Շահույթ | 10 Տիպ. | dBi |
| VSWR | 1.5 Տիպիկ | |
| Բևեռացում | Գծային | |
| Քրոս Փո. Իսոլյացիա | 30 տիպ | dB |
| Միակցիչ | SMA-Իգական | |
| Ավարտում | Pսուրբ | |
| Նյութ | Al | |
| Չափս(L*W*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| Քաշը | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Պարամետրեր | Տիպիկ | Միավորներ |
| Հաճախականության միջակայք | 2-18 | ԳՀց |
| Շահույթ | 15 Տիպ. | dBi |
| VSWR | 1.5 Տիպիկ |
|
| Բևեռացում | Երկակի Գծային |
|
| Խաչաձև մեկուսացում | 40 | dB |
| Պորտի մեկուսացում | 40 | dB |
| Միակցիչ | SMA-F |
|
| Մակերեսային մշակում | Pսուրբ |
|
| Չափս(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Քաշը | 0.945 | kg |
| Նյութ | Al |
|
| Աշխատանքային ջերմաստիճան | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Պարամետրեր | Տիպիկ | Միավորներ |
| Հաճախականության միջակայք | 93-95 | ԳՀց |
| Շահույթ | 22 Տիպ. | dBi |
| VSWR | 1.3 Տիպ. |
|
| Բևեռացում | Երկակի Գծային |
|
| Խաչաձև մեկուսացում | 60 տիպ | dB |
| Պորտի մեկուսացում | 67 Տիպ. | dB |
| Միակցիչ | WR10 |
|
| Նյութ | Cu |
|
| Ավարտում | Ոսկեգույն |
|
| Չափս(L*W*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| Քաշը | 0.015 | kg |
Հրապարակման ժամանակը. Ապրիլի 11-2024
