Туйлшрал нь антенны үндсэн шинж чанаруудын нэг юм. Бид эхлээд хавтгай долгионы туйлшралыг ойлгох хэрэгтэй. Дараа нь бид антенны туйлшралын үндсэн төрлүүдийн талаар ярилцаж болно.
шугаман туйлшрал
Бид хавтгай цахилгаан соронзон долгионы туйлшралыг ойлгож эхэлнэ.
Хавтгай цахилгаан соронзон (EM) долгион нь хэд хэдэн шинж чанартай байдаг. Эхнийх нь хүч нь нэг чиглэлд хөдөлдөг (хоёр ортогональ чиглэлд талбар өөрчлөгдөхгүй). Хоёрдугаарт, цахилгаан орон ба соронзон орон нь бие биендээ перпендикуляр, хоорондоо ортогональ байна. Цахилгаан ба соронзон орон нь хавтгай долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр байдаг. Жишээ болгон (1) тэгшитгэлээр өгөгдсөн нэг давтамжийн цахилгаан талбайг (E талбар) авч үзье. Цахилгаан соронзон орон нь +z чиглэлд хөдөлж байна. Цахилгаан орон нь + x чиглэлд чиглэгддэг. Соронзон орон нь +y чиглэлд байна.
(1) тэгшитгэлд тэмдэглэгээг ажиглана уу: . Энэ бол цахилгаан талбайн цэг нь x чиглэлд байгааг илэрхийлдэг нэгж вектор (уртын вектор) юм. Хавтгай долгионыг 1-р зурагт үзүүлэв.
зураг 1. +z чиглэлд хөдөлж буй цахилгаан орны график дүрслэл.
Туйлшрал нь цахилгаан талбайн ул мөр ба тархалтын хэлбэр (контур) юм. Жишээ болгон хавтгай долгионы цахилгаан орны тэгшитгэлийг (1) авч үзье. Бид цахилгаан орон (X,Y,Z) = (0,0,0) байх байрлалыг цаг хугацааны функцээр ажиглах болно. Энэ талбайн далайцыг 2-р зурагт цаг хугацааны хэд хэдэн тохиолдлоор дүрсэлсэн болно. Талбар нь "F" давтамжтайгаар хэлбэлзэж байна.
зураг 2. Өөр өөр цаг үед цахилгаан орон (X, Y, Z) = (0,0,0) ажигла.
Цахилгаан орон нь гарал үүслээр ажиглагдаж, далайцаар нааш цааш хэлбэлздэг. Цахилгаан орон нь үргэлж заасан x тэнхлэгийн дагуу байдаг. Цахилгаан орон нэг шугамын дагуу хадгалагддаг тул энэ талбарыг шугаман туйлширсан гэж хэлж болно. Нэмж дурдахад, хэрэв X тэнхлэг нь газартай параллель байвал энэ талбарыг хэвтээ туйлшрал гэж тодорхойлдог. Хэрэв талбар нь Y тэнхлэгийн дагуу чиглэсэн байвал долгионыг босоо туйлширсан гэж хэлж болно.
Шугаман туйлширсан долгионыг хэвтээ болон босоо тэнхлэгийн дагуу чиглүүлэх шаардлагагүй. Жишээлбэл, 3-р зурагт үзүүлсэн шугамын дагуу байрлах хязгаарлалттай цахилгаан талбайн долгион нь мөн шугаман туйлширсан болно.
зураг 3. Траектор нь өнцөг болох шугаман туйлширсан долгионы цахилгаан орны далайц.
3-р зурагт байгаа цахилгаан талбайг (2) тэгшитгэлээр тодорхойлж болно. Одоо цахилгаан талбайн x ба y бүрэлдэхүүн хэсэг байна. Хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь ижил хэмжээтэй байна.
(2) тэгшитгэлийн талаар анхаарах нэг зүйл бол 2-р шатанд байгаа xy-компонент ба электрон талбарууд юм. Энэ нь хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь үргэлж ижил далайцтай байна гэсэн үг юм.
дугуй туйлшрал
Хавтгай долгионы цахилгаан орон нь тэгшитгэл (3) -аар өгөгдсөн гэж үзье.
Энэ тохиолдолд X ба Y-элементүүд нь фазаас 90 градус байна. Хэрэв талбайг өмнөх шигээ дахин (X, Y, Z) = (0,0,0) гэж ажиглавал цахилгаан орон ба цаг хугацааны муруй нь 4-р зурагт доор үзүүлсэн шиг гарч ирнэ.
Зураг 4. Цахилгаан орны хүч (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ домэйн. (3).
4-р зураг дээрх цахилгаан орон нь тойрог хэлбэрээр эргэлддэг. Энэ төрлийн талбайг дугуй туйлширсан долгион гэж тодорхойлдог. Дугуй туйлшралын хувьд дараахь шалгуурыг хангасан байх ёстой.
- Дугуй туйлшралын стандарт
- Цахилгаан орон нь хоёр ортогональ (перпендикуляр) бүрэлдэхүүн хэсэгтэй байх ёстой.
- Цахилгаан талбайн ортогональ бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь ижил далайцтай байх ёстой.
- Квадрат бүрдэл хэсгүүд нь фазаас 90 градус байх ёстой.
Хэрэв долгионы зураг 4 дэлгэцээр явж байгаа бол талбайн эргэлтийг цагийн зүүний эсрэг, баруун гар дугуй хэлбэртэй туйлширсан (RHCP) гэж нэрлэдэг. Хэрэв талбарыг цагийн зүүний дагуу эргүүлбэл талбар нь зүүн талын дугуй туйлшрал (LHCP) болно.
Зууван туйлшрал
Хэрэв цахилгаан орон нь хоёр перпендикуляр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй, фазаас 90 градусын зөрүүтэй боловч ижил хэмжээтэй байвал орон нь эллипс туйлширна. Тэгшитгэл (4)-ээр тодорхойлсон +z чиглэлд явж буй хавтгай долгионы цахилгаан талбайг авч үзвэл:
Цахилгаан талбайн векторын үзүүрийг авах цэгийн байршлыг 5-р зурагт үзүүлэв
Зураг 5. Шуурхай зууван туйлшралын долгионы цахилгаан орон. (4).
5-р зураг дээрх цагийн зүүний эсрэг чиглэлд хөдөлж буй талбар нь дэлгэцээс гарах тохиолдолд баруун гар талын зууван хэлбэртэй байна. Хэрэв цахилгаан талбайн вектор эсрэг чиглэлд эргэлдэж байвал талбар нь зүүн талын зууван туйлшралтай болно.
Цаашилбал, эллипс туйлшрал нь түүний хазгай байдлыг илэрхийлдэг. Эксцентриситийг том ба жижиг тэнхлэгүүдийн далайцтай харьцуулсан харьцаа. Жишээлбэл (4) тэгшитгэлийн долгионы хазайлт 1/0.3= 3.33 байна. Зууван туйлширсан долгионыг гол тэнхлэгийн чиглэлийн дагуу дэлгэрэнгүй тайлбарлав. Долгионы тэгшитгэл (4) нь үндсэндээ x тэнхлэгээс бүрдэх тэнхлэгтэй байна. Гол тэнхлэг нь ямар ч хавтгай өнцөгт байж болохыг анхаарна уу. X, Y эсвэл Z тэнхлэгт тохирох өнцөг шаардлагагүй. Эцэст нь дугуй ба шугаман туйлшрал нь эллипс туйлшралын онцгой тохиолдол гэдгийг анхаарах нь чухал юм. 1.0 хазгай эллипс туйлширсан долгион нь дугуй туйлширсан долгион юм. Хязгааргүй хазгайтай эллипс туйлширсан долгионууд. Шугаман туйлширсан долгион.
Антенны туйлшрал
Одоо бид туйлширсан хавтгай долгионы цахилгаан соронзон орныг мэддэг болсон тул антенны туйлшралыг энгийнээр тодорхойлсон.
Антенны туйлшрал Антенны холын талбайн үнэлгээ, үүссэн цацрагийн талбайн туйлшрал. Тиймээс антеннуудыг ихэвчлэн "шугаман туйлширсан" эсвэл "баруун гарт дугуй туйлширсан антен" гэж нэрлэдэг.
Энэхүү энгийн ойлголт нь антенны холболтод чухал ач холбогдолтой юм. Нэгдүгээрт, хэвтээ туйлшралтай антен нь босоо туйлширсан антентай холбогдохгүй. Харилцан хамаарлын теоремоос шалтгаалан антен нь яг ижил аргаар дамжуулж, хүлээн авдаг. Тиймээс босоо туйлширсан антенууд нь босоо туйлширсан талбаруудыг дамжуулж, хүлээн авдаг. Тиймээс, хэрэв та босоо туйлширсан хэвтээ туйлширсан антеныг дамжуулахыг оролдвол ямар ч хүлээн авалт байхгүй болно.
Ерөнхийдөө хоёр шугаман туйлширсан антеннуудын хувьд бие биенээсээ өнцгөөр ( ) эргэлддэг бол энэхүү туйлшралын таарамжгүй байдлаас үүссэн эрчим хүчний алдагдлыг туйлшралын алдагдлын коэффициентоор (PLF) тодорхойлно.
Иймд хэрэв хоёр антен ижил туйлшралтай бол тэдгээрийн цацрагийн электрон талбайн хоорондох өнцөг тэг байх ба туйлшралын таарамжгүй байдлаас болж эрчим хүчний алдагдал гарахгүй. Хэрэв нэг антен нь босоо, нөгөө нь хэвтээ туйлшралтай байвал өнцөг нь 90 градус байх ба цахилгаан дамжуулахгүй.
ТАЙЛБАР: Утсаа толгой дээгүүрээ өөр өнцгөөс хөдөлгөх нь яагаад заримдаа хүлээн авалт нэмэгдэж байгааг тайлбарладаг. Гар утасны антенууд нь ихэвчлэн шугаман туйлшралтай байдаг тул утсыг эргүүлэх нь утасны туйлшралтай таарч, хүлээн авалтыг сайжруулдаг.
Дугуй туйлшрал нь олон антеннуудын хүсүүштэй шинж чанар юм. Хоёр антен нь тойрог хэлбэрээр туйлширч, туйлшралын таарамжгүй байдлаас болж дохионы алдагдалд ордоггүй. GPS системд ашигладаг антенууд нь баруун гар талын дугуй туйлширсан байдаг.
Шугаман туйлширсан антен нь дугуй туйлширсан долгионыг хүлээн авдаг гэж бодъё. Үүнтэй адилаар дугуй туйлширсан антен нь шугаман туйлширсан долгионыг хүлээн авахыг оролддог гэж бодъё. Үүний үр дүнд туйлшралын алдагдлын хүчин зүйл юу вэ?
Дугуй туйлшрал нь үнэндээ хоёр ортогональ шугаман туйлширсан долгион бөгөөд фазаас 90 градусын гадуур байдаг гэдгийг санаарай. Тиймээс шугаман туйлширсан (LP) антен нь зөвхөн дугуй туйлширсан (CP) долгионы фазын бүрэлдэхүүн хэсгийг хүлээн авах болно. Тиймээс LP антенны туйлшралын үл нийцэх алдагдал 0.5 (-3dB) байх болно. LP антеныг ямар өнцгөөр эргүүлэхээс үл хамааран энэ нь үнэн юм. тиймээс:
Туйлшралын алдагдлын хүчин зүйлийг заримдаа туйлшралын үр ашиг, антенны үл нийцэх хүчин зүйл, антен хүлээн авах хүчин зүйл гэж нэрлэдэг. Эдгээр бүх нэрс нь ижил ойлголтыг илэрхийлдэг.
Шуудангийн цаг: 2023 оны 12-р сарын 22
