Электроникийн инженерүүд антеннууд нь Максвеллийн тэгшитгэлээр тодорхойлогдсон цахилгаан соронзон (EM) энергийн долгион хэлбэрээр дохио илгээж, хүлээн авдаг гэдгийг мэддэг. Олон сэдвийн нэгэн адил эдгээр тэгшитгэлүүд болон цахилгаан соронзонгийн тархалтын шинж чанаруудыг харьцангуй чанарын нэр томьёоноос эхлээд нарийн төвөгтэй тэгшитгэл хүртэл янз бүрийн түвшинд судалж болно.
Цахилгаан соронзон энергийн тархалтад олон тал байдаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь туйлшрал бөгөөд энэ нь хэрэглээ болон антенны загварт янз бүрийн түвшинд нөлөөлж эсвэл санаа зовоож болно. Туйлшралын үндсэн зарчим нь RF/утасгүй, оптик энерги зэрэг бүх цахилгаан соронзон цацрагт хамаарах бөгөөд оптик хэрэглээнд ихэвчлэн ашиглагддаг.
Антенны туйлшрал гэж юу вэ?
Туйлшралыг ойлгохоос өмнө бид эхлээд цахилгаан соронзон долгионы үндсэн зарчмуудыг ойлгох ёстой. Эдгээр долгионууд нь цахилгаан орон (E талбар) болон соронзон орон (H талбар)-аас бүрдэх бөгөөд нэг чиглэлд хөдөлдөг. E ба H талбарууд нь бие биентэйгээ болон хавтгай долгионы тархалтын чиглэлтэй перпендикуляр байрладаг.
Туйлшрал гэдэг нь дохио дамжуулагчийн үүднээс авч үзвэл E талбарын хавтгайг хэлнэ: хэвтээ туйлшралын үед цахилгаан орон нь хэвтээ хавтгайд хажуу тийш хөдөлдөг бол босоо туйлшралын үед цахилгаан орон нь босоо хавтгайд дээш доош хэлбэлздэг (зураг 1).
Зураг 1: Цахилгаан соронзон энергийн долгион нь харилцан перпендикуляр E ба H талбайн бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэнэ
Шугаман туйлшрал ба дугуй туйлшрал
Туйлшралын горимд дараахь зүйлс орно.
Шугаман туйлшралын үндсэн үед хоёр боломжит туйлшрал нь бие биентэйгээ ортогональ (перпендикуляр) байна (Зураг 2). Онолын хувьд, хэвтээ туйлширсан хүлээн авах антенн нь босоо туйлширсан антеннаас ирсэн дохиог "харахгүй" бөгөөд эсрэгээрээ хоёулаа ижил давтамжтай ажиллаж байсан ч гэсэн. Тэдгээрийг илүү сайн уялдуулах тусам дохиог илүү их барьж авах бөгөөд туйлшралууд тохирч байх үед энергийн дамжуулалт хамгийн их байх болно.
Зураг 2: Шугаман туйлшрал нь бие биетэйгээ перпендикуляр өнцгөөр байрлах хоёр туйлшралын сонголтыг өгдөг.
Антенны ташуу туйлшрал нь шугаман туйлшралын нэг төрөл юм. Үндсэн хэвтээ ба босоо туйлшралын нэгэн адил энэхүү туйлшрал нь зөвхөн хуурай газрын орчинд л утга учиртай байдаг. Ташуу туйлшрал нь хэвтээ лавлах хавтгайтай ±45 градусын өнцөгт байрладаг. Энэ нь үнэндээ шугаман туйлшралын өөр нэг хэлбэр боловч "шугаман" гэсэн нэр томъёо нь ихэвчлэн зөвхөн хэвтээ эсвэл босоо туйлшралтай антеннуудыг хэлдэг.
Зарим алдагдал гарсан ч диагональ антеннаар илгээгдсэн (эсвэл хүлээн авсан) дохиог зөвхөн хэвтээ эсвэл босоо туйлширсан антеннаар ашиглах боломжтой. Ташуу туйлширсан антенн нь нэг эсвэл хоёр антенны туйлшрал тодорхойгүй эсвэл ашиглалтын явцад өөрчлөгдөх үед ашигтай байдаг.
Тойрог туйлшрал (ТТ) нь шугаман туйлшралаас илүү төвөгтэй юм. Энэ горимд E талбарын вектороор илэрхийлэгдсэн туйлшрал нь дохио тархах үед эргэлддэг. Баруун тийш эргүүлэхэд (дамжуулагчаас гадагш харсан), дугуй туйлшралыг баруун гартай дугуй туйлшрал (RHCP) гэж нэрлэдэг; зүүн тийш эргүүлэхэд зүүн гартай дугуй туйлшрал (LHCP) (Зураг 3)
Зураг 3: Дугуй туйлшралд цахилгаан соронзон долгионы E талбайн вектор эргэлддэг; энэ эргэлт нь баруун гар эсвэл зүүн гараар эргэлддэг байж болно.
CP дохио нь фазаас гарсан хоёр ортогональ долгионоос бүрдэнэ. CP дохио үүсгэхийн тулд гурван нөхцөл шаардлагатай. E талбар нь хоёр ортогональ бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэх ёстой; хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь фазаас 90 градусын гажуудалтай, далайцаараа тэнцүү байх ёстой. CP үүсгэх энгийн арга бол мушгиа антенн ашиглах явдал юм.
Эллипс туйлшрал (ЭП) нь CP-ийн нэг төрөл юм. Эллипс туйлшралтай долгион нь CP долгионтой адил хоёр шугаман туйлшралтай долгионоос үүссэн олшруулалт юм. Тэнцүү бус далайцтай хоёр харилцан перпендикуляр шугаман туйлшралтай долгионыг нэгтгэхэд эллипс туйлшралтай долгион үүсдэг.
Антеннуудын хоорондох туйлшралын зөрүүг туйлшралын алдагдлын коэффициент (PLF)-ээр тодорхойлдог. Энэ параметрийг децибелээр (dB) илэрхийлдэг бөгөөд дамжуулагч болон хүлээн авагч антеннуудын хоорондох туйлшралын өнцгийн зөрүүний функц юм. Онолын хувьд PLF нь төгс байрлалтай антенны хувьд 0 дБ (алдагдалгүй)-аас төгс ортогональ антенны хувьд хязгааргүй дБ (хязгааргүй алдагдал) хүртэл хэлбэлзэж болно.
Гэсэн хэдий ч бодит байдал дээр туйлшралын уялдаа холбоо (эсвэл буруу уялдаа холбоо) төгс биш байдаг, учир нь антенны механик байрлал, хэрэглэгчийн зан байдал, сувгийн гажуудал, олон замын тусгал болон бусад үзэгдлүүд нь дамжуулсан цахилгаан соронзон орны өнцгийн гажуудлыг үүсгэж болзошгүй юм. Эхэндээ ортогональ туйлшралаас 10-30 дБ ба түүнээс дээш дохионы хөндлөн туйлшралын "алдагдал" гарах бөгөөд энэ нь зарим тохиолдолд хүссэн дохиог сэргээхэд саад учруулахад хангалттай байж болно.
Үүний эсрэгээр, хамгийн тохиромжтой туйлшралтай хоёр зэрэгцсэн антенны бодит PLF нь нөхцөл байдлаас шалтгаалан 10 дБ, 20 дБ эсвэл түүнээс дээш байж болох бөгөөд дохионы сэргэлтэд саад учруулж болзошгүй юм. Өөрөөр хэлбэл, санамсаргүй хөндлөн туйлшрал болон PLF нь хүссэн дохионд саад учруулах эсвэл хүссэн дохионы хүчийг бууруулах замаар хоёр чиглэлд ажиллах боломжтой.
Яагаад туйлшралд анхаарал хандуулах хэрэгтэй вэ?
Туйлшрал хоёр аргаар ажилладаг: хоёр антенн нь ижил туйлшралтай байх тусам хүлээн авсан дохионы хүч чадал сайжирдаг. Үүний эсрэгээр, туйлшралын зохицуулалт муу байх нь хүссэн эсвэл сэтгэл хангалуун бус хүлээн авагчдад сонирхсон дохиог хангалттай хэмжээгээр барихад хэцүү болгодог. Олон тохиолдолд "суваг" нь дамжуулсан туйлшралыг гажуудуулдаг, эсвэл нэг эсвэл хоёр антенн нь тогтмол статик чиглэлд байдаггүй.
Туйлшралыг ашиглах сонголтыг ихэвчлэн суурилуулалт эсвэл агаар мандлын нөхцөл байдлаас тодорхойлдог. Жишээлбэл, хэвтээ туйлширсан антенн нь таазны ойролцоо суурилуулсан үед илүү сайн ажиллаж, туйлшралаа хадгалах болно; эсрэгээр, босоо туйлширсан антенн нь хажуугийн хананы ойролцоо суурилуулсан үед илүү сайн ажиллаж, туйлшралаа хадгалах болно.
Өргөн хэрэглэгддэг дипол антенн (энгийн эсвэл нугалсан) нь "хэвийн" суурилуулах чиглэлдээ хэвтээ туйлширсан байдаг (Зураг 4) бөгөөд шаардлагатай үед босоо туйлшралыг авах эсвэл илүүд үзсэн туйлшралын горимыг дэмжихийн тулд ихэвчлэн 90 градус эргэлддэг (Зураг 5).
Зураг 4: Диполь антенныг ихэвчлэн хэвтээ туйлшралыг хангахын тулд шураг дээрээ хэвтээ байдлаар суурилуулдаг.
Зураг 5: Босоо туйлшрал шаарддаг програмуудын хувьд дипол антенныг антенн барьсан газарт нь тохируулан суурилуулж болно.
Босоо туйлшралыг анхан шатны тусламж үзүүлэгчдийн ашигладаг гар утасны радиод түгээмэл ашигладаг, учир нь олон босоо туйлширсан радио антенны загварууд нь бүх чиглэлд цацрагийн хэв маягийг өгдөг. Тиймээс радио болон антенны чиглэл өөрчлөгдсөн ч гэсэн ийм антенныг дахин чиглүүлэх шаардлагагүй.
3-30 МГц өндөр давтамжийн (HF) давтамжийн антеннуудыг ихэвчлэн хаалтуудын хооронд хэвтээ байдлаар холбосон энгийн урт утас хэлбэрээр хийдэг. Үүний уртыг долгионы уртаар (10-100 м) тодорхойлдог. Энэ төрлийн антенн нь байгалийн жамаар хэвтээ туйлширсан байдаг.
Энэ зурвасыг "өндөр давтамж" гэж нэрлэх нь хэдэн арван жилийн өмнө, 30 МГц нь үнэхээр өндөр давтамжтай байх үед эхэлсэн гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хэдийгээр энэ тодорхойлолт одоо хуучирсан мэт санагдаж байгаа ч Олон улсын цахилгаан холбооны албан ёсны тэмдэглэгээ бөгөөд одоо ч өргөн хэрэглэгддэг.
Илүүд үзсэн туйлшралыг хоёр аргаар тодорхойлж болно: 300 кГц - 3 МГц дунд долгионы (MW) зурвасыг ашиглан өргөн нэвтрүүлгийн төхөөрөмжөөр илүү хүчтэй богино зайн дохиололд газрын долгионыг ашиглах, эсвэл ионосферийн холбоосоор дамжуулан хол зайд тэнгэрийн долгионыг ашиглах. Ерөнхийдөө босоо туйлширсан антеннууд нь газрын долгионы тархалт илүү сайн байдаг бол хэвтээ туйлширсан антеннууд нь тэнгэрийн долгионы гүйцэтгэл илүү сайн байдаг.
Газрын станцууд болон бусад хиймэл дагуулуудтай харьцуулахад хиймэл дагуулын чиглэл байнга өөрчлөгдөж байдаг тул тойрог туйлшралыг хиймэл дагуулуудад өргөн ашигладаг. Дамжуулах болон хүлээн авах антеннуудын хоорондох үр ашиг нь хоёулаа тойрог туйлшралтай үед хамгийн их байдаг боловч шугаман туйлшралтай антеннуудыг CP антеннуудтай ашиглаж болох боловч туйлшралын алдагдлын хүчин зүйл байдаг.
Туйлшрал нь 5G системд бас чухал юм. Зарим 5G олон оролттой/олон гаралттай (MIMO) антенны массивууд нь туйлшралыг ашиглан боломжтой спектрийг илүү үр ашигтай ашиглах замаар нэвтрүүлэх чадварыг нэмэгдүүлдэг. Үүнийг янз бүрийн дохионы туйлшрал болон антенны орон зайн мультиплекслэлтийг (орон зайн олон янз байдал) хослуулан хэрэгжүүлдэг.
Систем нь хоёр өгөгдлийн урсгалыг дамжуулж чаддаг, учир нь өгөгдлийн урсгалууд нь бие даасан ортогональ туйлширсан антеннаар холбогдсон бөгөөд бие даан сэргээгдэж болно. Зам болон сувгийн гажуудал, тусгал, олон зам болон бусад төгс бус байдлаас шалтгаалан зарим хөндлөн туйлшрал байсан ч хүлээн авагч нь анхны дохио бүрийг сэргээхийн тулд нарийн төвөгтэй алгоритмуудыг ашигладаг бөгөөд энэ нь битийн алдааны түвшинг (BER) багасгаж, эцэст нь спектрийн ашиглалтыг сайжруулдаг.
дүгнэж хэлэхэд
Туйлшрал нь ихэвчлэн орхигддог антенны чухал шинж чанар юм. Шугаман (хэвтээ ба босоо туйлшрал орно) туйлшрал, ташуу туйлшрал, дугуй туйлшрал болон эллипс туйлшралыг өөр өөр хэрэглээнд ашигладаг. Антенны хүрч чадах төгсгөлөөс төгсгөл хүртэлх RF гүйцэтгэлийн хүрээ нь түүний харьцангуй чиглэл болон байрлалаас хамаарна. Стандарт антеннууд нь өөр өөр туйлшралтай бөгөөд спектрийн өөр өөр хэсэгт тохиромжтой тул зорилтот хэрэглээнд илүүд үздэг туйлшралыг хангадаг.
Санал болгож буй бүтээгдэхүүнүүд:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Параметрүүд | Ердийн | Нэгж |
| Давтамжийн хүрээ | 20-30 | GHz |
| Олз | 15 төрөл. | dBi |
| VSWR | 1.3 Төрөл. | |
| Туйлшрал | Хос Шугаман | |
| Хөндлөн туйлшралын тусгаарлалт | 60 төрөл. | dB |
| Боомтын тусгаарлалт | 70 төрөл. | dB |
| Холбогч | SMA-Fпаалангийн эр | |
| Материал | Al | |
| Төгсгөл | Будаг | |
| Хэмжээ(Урт*Өргөн*Өндөр) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
| Жин | 0.074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Зүйл | Тодорхойлолт | Нэгж |
| Давтамжийн хүрээ | 1-18 | GHz |
| Олз | 10 төрөл. | dBi |
| VSWR | 1.5 төрөл. | |
| Туйлшрал | Шугаман | |
| Хөндлөнгийн тусгаарлалт | 30 төрөл. | dB |
| Холбогч | SMA-Эмэгтэй | |
| Төгсгөл | Pбольсон | |
| Материал | Al | |
| Хэмжээ(Урт*Өргөн*Өндөр) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
| Жин | 0.603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Параметрүүд | Ердийн | Нэгж |
| Давтамжийн хүрээ | 2-18 | GHz |
| Олз | 15 төрөл. | dBi |
| VSWR | 1.5 төрөл. |
|
| Туйлшрал | Хос Шугаман |
|
| Хөндлөн туйлшралын тусгаарлалт | 40 | dB |
| Боомтын тусгаарлалт | 40 | dB |
| Холбогч | SMA-F |
|
| Гадаргуугийн боловсруулалт | Pбольсон |
|
| Хэмжээ(Урт*Өргөн*Өндөр) | 276*147*147(±5) | mm |
| Жин | 0.945 | kg |
| Материал | Al |
|
| Ашиглалтын температур | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Параметрүүд | Ердийн | Нэгж |
| Давтамжийн хүрээ | 93-95 | GHz |
| Олз | 22 төрөл. | dBi |
| VSWR | 1.3 Төрөл. |
|
| Туйлшрал | Хос Шугаман |
|
| Хөндлөн туйлшралын тусгаарлалт | 60 төрөл. | dB |
| Боомтын тусгаарлалт | 67 төрөл. | dB |
| Холбогч | WR10 |
|
| Материал | Cu |
|
| Төгсгөл | Алтан |
|
| Хэмжээ(Урт*Өргөн*Өндөр) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| Жин | 0.015 | kg |
Нийтэлсэн цаг: 2024 оны 4-р сарын 11
