Антенууд нь Максвеллийн тэгшитгэлээр тодорхойлсон цахилгаан соронзон (EM) энергийн долгион хэлбэрээр дохио илгээж, хүлээн авдаг гэдгийг электрон инженерүүд мэддэг. Олон сэдвүүдийн нэгэн адил эдгээр тэгшитгэлүүд болон цахилгаан соронзонгийн тархалт, шинж чанаруудыг харьцангуй чанарын нэр томъёоноос эхлээд нарийн төвөгтэй тэгшитгэл хүртэл янз бүрийн түвшинд судалж болно.
Цахилгаан соронзон энергийн тархалт олон талтай байдаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь туйлшрал бөгөөд энэ нь хэрэглээний болон тэдгээрийн антенны загварт янз бүрийн түвшний нөлөөлөл, санаа зовнил үүсгэдэг. Туйлшралын үндсэн зарчмууд нь RF/утасгүй, оптик энерги зэрэг бүх цахилгаан соронзон цацрагт хамаарах ба оптик хэрэглээнд ихэвчлэн ашиглагддаг.
Антенны туйлшрал гэж юу вэ?
Туйлшралыг ойлгохын өмнө эхлээд цахилгаан соронзон долгионы үндсэн зарчмуудыг ойлгох хэрэгтэй. Эдгээр долгион нь цахилгаан орон (E талбар) ба соронзон орон (H талбар) -аас бүрдэх ба нэг чиглэлд хөдөлдөг. E ба H талбарууд нь бие биенээсээ болон хавтгай долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр байна.
Туйлшрал нь дохио дамжуулагчийн өнцгөөс E-талбайн хавтгайд хамаарна: хэвтээ туйлшралын хувьд цахилгаан орон нь хэвтээ хавтгайд хажуу тийш хөдөлдөг бол босоо туйлшралын хувьд 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.
Үндсэн шугаман туйлшралд хоёр боломжит туйлшрал нь хоорондоо ортогональ (перпендикуляр) байна (Зураг 2). Онолын хувьд, хэвтээ туйлширсан хүлээн авагч антенн нь босоо туйлширсан антеннаас дохиог "хардаггүй" ба эсрэгээр нь хоёулаа ижил давтамжтай ажилладаг байсан ч гэсэн. Тэдгээрийг илүү сайн байрлуулах тусам илүү их дохиог авч, туйлшрал таарч байвал энергийн дамжуулалтыг дээд зэргээр нэмэгдүүлдэг.
Зураг 2: Шугаман туйлшрал нь хоорондоо зөв өнцгөөр 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. Ташуу туйлшрал нь хэвтээ жишиг хавтгайд ±45 градусын өнцөгт байна. Хэдийгээр энэ нь шугаман туйлшралын өөр нэг хэлбэр боловч "шугаман" гэсэн нэр томъёо нь ихэвчлэн зөвхөн хэвтээ эсвэл босоо туйлширсан антеныг хэлдэг.
Зарим алдагдлыг үл харгалзан диагональ антенаар илгээсэн (эсвэл хүлээн авсан) дохиог зөвхөн хэвтээ эсвэл босоо туйлширсан антеннуудад ашиглах боломжтой. Ташуу туйлширсан антенууд нь нэг буюу хоёр антенны туйлшрал тодорхойгүй эсвэл ашиглалтын явцад өөрчлөгдөх үед ашигтай байдаг.
Дугуй туйлшрал (CP) нь шугаман туйлшралаас илүү төвөгтэй байдаг. Энэ горимд Е талбарын вектороор дүрслэгдсэн туйлшрал нь дохио тархах үед эргэлддэг. Баруун тийш эргүүлэх үед (дамжуулагчаас харахад) дугуй туйлшралыг баруун гар дугуй туйлшрал (RHCP) гэж нэрлэдэг; зүүн тийш эргүүлэхэд зүүн гар дугуй туйлшрал (LHCP) (Зураг 3)
Зураг 3: Дугуй туйлшралд цахилгаан соронзон долгионы Е талбайн вектор эргэдэг; Энэ эргэлт нь баруун эсвэл зүүн гартай 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 градус, далайцын хувьд тэнцүү байх ёстой. CP үүсгэх энгийн арга бол мушгиа антенн ашиглах явдал юм.
Зууван туйлшрал (EP) нь CP-ийн нэг төрөл юм. Зууван туйлширсан долгион нь CP долгион шиг хоёр шугаман туйлширсан долгионы үүсгэсэн олз юм. Тэгш бус далайцтай харилцан перпендикуляр шугаман туйлширсан хоёр долгионыг нийлүүлэхэд эллипс туйлширсан долгион үүсдэг.
Антеннуудын хоорондох туйлшралын үл нийцэх байдлыг туйлшралын алдагдлын хүчин зүйл (PLF) -ээр тодорхойлдог. Энэ параметрийг децибелээр (дБ) илэрхийлдэг бөгөөд дамжуулагч болон хүлээн авагч антеннуудын туйлшралын өнцгийн ялгааны функц юм. Онолын хувьд PLF нь төгс тэгш антенны хувьд 0 дБ (алдагдалгүй) -ээс төгс ортогональ антенны хувьд хязгааргүй дБ (хязгааргүй алдагдал) хүртэл хэлбэлзэж болно.
Гэвч бодит байдал дээр антенны механик байрлал, хэрэглэгчийн зан төлөв, сувгийн гажуудал, олон талт тусгал болон бусад үзэгдлүүд нь дамжуулж буй цахилгаан соронзон орны өнцгийн гажуудал үүсгэж болзошгүй тул туйлшралын тэгшитгэл (эсвэл буруу тохируулга) нь төгс биш юм. Эхний үед ортогональ туйлшралаас 10 - 30 дБ ба түүнээс дээш дохионы хөндлөн туйлшралын "алдагдах" байх бөгөөд энэ нь зарим тохиолдолд хүссэн дохиог сэргээхэд саад учруулахад хангалттай байж болно.
Үүний эсрэгээр, хамгийн тохиромжтой туйлшрал бүхий хоёр зэрэгцүүлсэн антенны бодит PLF нь нөхцөл байдлаас шалтгаалан 10 дБ, 20 дБ ба түүнээс дээш байж болох бөгөөд дохиог сэргээхэд саад учруулж болзошгүй юм. Өөрөөр хэлбэл, хүсээгүй хөндлөн туйлшрал ба PLF нь хүссэн дохионд саад учруулах эсвэл хүссэн дохионы хүчийг бууруулах замаар хоёр талаараа ажиллах боломжтой.
Яагаад туйлшралд санаа тавьдаг вэ?
Туйлшрал нь хоёр янзаар ажилладаг: хоёр антен илүү зэрэгцэж, ижил туйлшралтай байх тусам хүлээн авсан дохионы хүч илүү сайн байдаг. Үүний эсрэгээр, туйлшралын тааруулалт нь зорилготой эсвэл сэтгэл хангалуун бус хүлээн авагчдад сонирхсон дохиог хангалттай хэмжээгээр авахад илүү хэцүү болгодог. Ихэнх тохиолдолд "суваг" нь дамжуулагдсан туйлшралыг гажуудуулдаг, эсвэл нэг буюу хоёр антен нь тогтмол статик чиглэлд байдаггүй.
Аль туйлшралыг ашиглах сонголт нь ихэвчлэн суурилуулалт эсвэл агаар мандлын нөхцлөөр тодорхойлогддог. Жишээлбэл, хэвтээ туйлширсан антенн нь таазны ойролцоо суурилуулсан үед илүү сайн ажиллаж, туйлшралыг хадгалах болно; эсрэгээр, босоо туйлширсан антен нь хажуугийн хананы ойролцоо суурилуулсан үед илүү сайн ажиллаж, туйлшралын гүйцэтгэлээ хадгалах болно.
Өргөн хэрэглэгддэг диполь антенн (энгийн эсвэл атираат) нь "хэвийн" бэхэлгээний чиг баримжаагаараа хэвтээ туйлширсан (Зураг 4) бөгөөд шаардлагатай үед босоо туйлшралыг авах эсвэл илүү тохиромжтой туйлшралын горимыг дэмжихийн тулд ихэвчлэн 90 градус эргүүлдэг (Зураг 5).
Зураг 4: Диполь антенн нь ихэвчлэн хэвтээ туйлшралыг хангахын тулд тулгуур дээрээ хэвтээ байдлаар суурилагдсан байдаг.
Зураг 5: Босоо туйлшрал шаарддаг хэрэглээний хувьд диполь антенныг антен барих газарт тохируулан суурилуулж болно.
Босоо туйлшралыг анхан шатны тусламж үзүүлэгчид ашигладаг гэх мэт гар утасны радиод ихэвчлэн ашигладаг, учир нь олон босоо туйлширсан радио антенны загварууд нь бүх чиглэлтэй цацрагийн хэв маягийг өгдөг. Тиймээс радио болон антенны чиглэл өөрчлөгдсөн ч ийм антеннуудын чиглэлийг өөрчлөх шаардлагагүй.
3 - 30 МГц өндөр давтамжийн (HF) давтамжийн антеннуудыг ихэвчлэн хаалтны хооронд хэвтээ байдлаар холбосон энгийн урт утас хэлбэрээр бүтээдэг. Түүний уртыг долгионы уртаар (10 - 100 м) тодорхойлно. Энэ төрлийн антен нь байгалиасаа хэвтээ туйлшралтай байдаг.
Энэ хамтлагийг "өндөр давтамж" гэж нэрлэх нь хэдэн арван жилийн өмнө буюу 30 МГц нь үнэхээр өндөр давтамжтай байх үед эхэлсэн гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Хэдийгээр энэ тодорхойлолт нь одоо хуучирсан мэт боловч Олон улсын цахилгаан холбооны холбооны албан ёсны нэршил бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг хэвээр байна.
Сонгосон туйлшралыг хоёр аргаар тодорхойлж болно: 300 кГц - 3 МГц-ийн дунд долгионы (МВт) зурвасыг ашиглан өргөн нэвтрүүлгийн төхөөрөмжөөр ойрын зайн илүү хүчтэй дохио өгөхийн тулд газрын долгионыг ашиглах, эсвэл ионосферийн холбоосоор дамжуулан урт зайд тэнгэрийн долгионыг ашиглах. Ерөнхийдөө босоо туйлширсан антенууд нь газрын долгионы илүү сайн тархалттай байдаг бол хэвтээ туйлширсан антенууд нь тэнгэрийн долгионы гүйцэтгэлтэй байдаг.
Хиймэл дагуулын газрын станц болон бусад хиймэл дагуултай харьцуулахад чиг баримжаа байнга өөрчлөгдөж байдаг тул тойрог туйлшралыг хиймэл дагуулуудад өргөн ашигладаг. Дамжуулах болон хүлээн авах антеннуудын хоорондох үр ашиг нь хоёулаа дугуй туйлширсан үед хамгийн их байдаг, гэхдээ туйлшралын алдагдлын хүчин зүйл байдаг ч шугаман туйлширсан антеныг CP антентай хамт ашиглаж болно.
Туйлшрал нь 5G системд бас чухал юм. Зарим 5G олон оролт/олон гаралт (MIMO) антенны массивууд боломжтой спектрийг илүү үр дүнтэй ашиглахын тулд туйлшралыг ашиглан дамжуулах чадварыг нэмэгдүүлдэг. Үүнийг янз бүрийн дохионы туйлшрал ба антеннуудын орон зайн олон талт (орон зайн олон янз байдал) хослуулан ашиглан хийдэг.
Өгөгдлийн урсгалууд нь бие даасан ортогон туйлширсан антенаар холбогддог тул систем нь хоёр өгөгдлийн урсгалыг дамжуулах боломжтой бөгөөд бие даан сэргээх боломжтой. Зам ба сувгийн гажуудал, тусгал, олон зам болон бусад согогуудаас шалтгаалж зарим нэг хөндлөн туйлшрал үүссэн ч хүлээн авагч нь анхны дохио бүрийг сэргээхийн тулд нарийн алгоритмуудыг ашигладаг бөгөөд үүний үр дүнд битийн алдааны түвшин бага (BER) болж, спектрийн ашиглалт сайжирдаг.
Дүгнэж хэлэхэд
Туйлшрал нь ихэвчлэн үл тоомсорлодог антенны чухал шинж чанар юм. Шугаман (хэвтээ ба босоо зэрэг) туйлшрал, ташуу туйлшрал, дугуй туйлшрал, эллипс туйлшралыг өөр өөр хэрэглээнд ашигладаг. Антенны хүрч болох төгсгөл хоорондын RF-ийн гүйцэтгэлийн хүрээ нь түүний харьцангуй чиг баримжаа, тэгш байдлаас хамаарна. Стандарт антенууд нь өөр өөр туйлшралтай бөгөөд спектрийн өөр өөр хэсгүүдэд тохиромжтой тул зорилтот хэрэглээнд илүү тохиромжтой туйлшралыг хангадаг.
Санал болгож буй бүтээгдэхүүн:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Параметрүүд | Ердийн | Нэгж |
| Давтамжийн хүрээ | 20-30 | GHz |
| Олз | 15 Төрөл. | dBi |
| VSWR | 1.3 Төрөл. | |
| Туйлшрал | Давхар Шугаман | |
| Кросс Пол. Тусгаарлалт | 60 Төрөл. | dB |
| Портын тусгаарлалт | 70 Төрөл. | dB |
| Холбогч | SMA-Fэр | |
| Материал | Al | |
| Дуусгаж байна | Будаг | |
| Хэмжээ(L*W*H) | 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 | |
| Cross Po. Тусгаарлалт | 30 Төрөл. | dB |
| Холбогч | SMA-Эмэгтэй | |
| Дуусгаж байна | Pүгүй | |
| Материал | Al | |
| Хэмжээ(L*W*H) | 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 | Давхар Шугаман |
|
| Кросс Пол. Тусгаарлалт | 40 | dB |
| Портын тусгаарлалт | 40 | dB |
| Холбогч | SMA-F |
|
| Гадаргуугийн боловсруулалт | Pүгүй |
|
| Хэмжээ(L*W*H) | 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 | Давхар Шугаман |
|
| Кросс Пол. Тусгаарлалт | 60 Төрөл. | dB |
| Портын тусгаарлалт | 67 Төрөл. | dB |
| Холбогч | WR10 |
|
| Материал | Cu |
|
| Дуусгаж байна | Алтан |
|
| Хэмжээ(L*W*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
| Жин | 0.015 | kg |
Шуудангийн цаг: 2024 оны 4-р сарын 11
