Туйлшрал нь антенны үндсэн шинж чанаруудын нэг юм. Бид эхлээд хавтгай долгионы туйлшралыг ойлгох хэрэгтэй. Дараа нь бид антенны туйлшралын үндсэн төрлүүдийн талаар хэлэлцэж 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 тархдаг (хоёр ортогональ чиглэлд ямар ч талбар өөрчлөгддөггүй). Хоёрдугаарт, цахилгаан орон ба соронзон орон нь бие биентэйгээ перпендикуляр ба бие биентэйгээ ортогональ байна. Цахилгаан ба соронзон орон нь хавтгай долгионы тархалтын чиглэлд перпендикуляр байна. Жишээ болгон (1) тэгшитгэлээр өгөгдсөн нэг давтамжтай цахилгаан орон (E талбар)-ыг авч үзье. Цахилгаан соронзон орон нь +z чиглэлд тархдаг. Цахилгаан орон нь +x чиглэлд чиглэгддэг. Соронзон орон нь +y чиглэлд байна.
(1) тэгшитгэлд дараах тэмдэглэгээг ажиглана уу: . Энэ нь цахилгаан орны цэг x чиглэлд байгааг илэрхийлдэг нэгж вектор (уртын вектор) юм. Хавтгай долгионыг Зураг 1-т харуулав.
Зураг 1. +z чиглэлд хөдөлж буй цахилгаан орны график дүрслэл.
Туйлшрал гэдэг нь цахилгаан орны ул мөр ба тархалтын хэлбэр (контур) юм. Жишээ болгон хавтгай долгионы цахилгаан орны тэгшитгэл (1)-ийг авч үзье. Цахилгаан орон нь цаг хугацааны функцээр (X,Y,Z) = (0,0,0) байх байрлалыг бид ажиглах болно. Энэ талбайн далайцыг Зураг 2-т цаг хугацааны хэд хэдэн тохиолдлоор харуулав. Талбай нь "F" давтамжтайгаар хэлбэлздэг.
Зураг 2. Цахилгаан орон (X, Y, Z) = (0,0,0)-г өөр өөр цаг үед ажигла.
Цахилгаан орон нь гарал үүслийн цэг дээр ажиглагддаг бөгөөд далайцаар урагш хойш хэлбэлздэг. Цахилгаан орон нь үргэлж заасан х тэнхлэгийн дагуу байдаг. Цахилгаан орон нь нэг шугамын дагуу хадгалагддаг тул энэ талбарыг шугаман туйлширсан гэж хэлж болно. Нэмж дурдахад, хэрэв Х тэнхлэг нь газартай параллель байвал энэ талбарыг хэвтээ туйлширсан гэж тодорхойлсон болно. Хэрэв талбар нь Y тэнхлэгийн дагуу чиглэсэн бол долгионыг босоо туйлширсан гэж хэлж болно.
Шугаман туйлширсан долгионыг хэвтээ эсвэл босоо тэнхлэгийн дагуу чиглүүлэх шаардлагагүй. Жишээлбэл, Зураг 3-т үзүүлсэн шиг шугамын дагуу байрлах хязгаарлалттай цахилгаан орны долгион нь мөн шугаман туйлширсан байна.
зураг 3. Траектор нь өнцөгтэй шугаман туйлширсан долгионы цахилгаан орны далайц.
Зураг 3-т үзүүлсэн цахилгаан орныг (2) тэгшитгэлээр тодорхойлж болно. Одоо цахилгаан орны x ба y бүрэлдэхүүн хэсэг байна. Хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг хоёулаа хэмжээгээрээ тэнцүү байна.
(2) тэгшитгэлийн талаар анхаарах нэг зүйл бол хоёр дахь үе шатны xy-бүрэлдэхүүн хэсэг ба электрон талбарууд юм. Энэ нь хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг нь үргэлж ижил далайцтай байдаг гэсэн үг юм.
дугуй туйлшрал
Одоо хавтгай долгионы цахилгаан орон (3) тэгшитгэлээр өгөгдсөн гэж үзье:
Энэ тохиолдолд X ба Y элементүүд нь фазаас 90 градусаар гарсан байна. Хэрэв талбарыг өмнөх шигээ дахин (X, Y, Z) = (0,0,0) гэж ажиглавал цахилгаан орон ба цаг хугацааны муруй доор Зураг 4-т үзүүлсэн шиг гарч ирнэ.
Зураг 4. Цахилгаан орны хүчлэг (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ домэйн. (3).
Зураг 4-т үзүүлсэн цахилгаан орон нь тойрог хэлбэрээр эргэлддэг. Энэ төрлийн оронг тойрог туйлширсан долгион гэж тодорхойлдог. Тойрог туйлшралын хувьд дараах шалгуурыг хангасан байх ёстой.
- Дугуй туйлшралын стандарт
- Цахилгаан орон нь хоёр ортогональ (перпендикуляр) бүрэлдэхүүн хэсэгтэй байх ёстой.
- Цахилгаан талбайн ортогональ бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь тэнцүү далайцтай байх ёстой.
- Квадрат хэлбэрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь фазаас 90 градусын гажууд байх ёстой.
Хэрэв Wave Зураг 4 дэлгэц дээр хөдөлж байвал талбайн эргэлтийг цагийн зүүний эсрэг ба баруун гар тийш дугуй туйлшралтай (RHCP) гэж нэрлэдэг. Хэрэв талбайг цагийн зүүний дагуу эргүүлбэл талбай зүүн гар тийш дугуй туйлшралтай (LHCP) болно.
Эллипс туйлшрал
Хэрэв цахилгаан орон нь фазаас 90 градусын зөрүүтэй боловч тэнцүү хэмжээтэй хоёр перпендикуляр бүрэлдэхүүн хэсэгтэй бол тухайн орон нь эллипс туйлширсан байна. (4) тэгшитгэлээр тодорхойлсон +z чиглэлд хөдөлж буй хавтгай долгионы цахилгаан оронг авч үзвэл:
Цахилгаан талбайн векторын үзүүрийг авч үзэх цэгийн байршлыг Зураг 5-д үзүүлэв.
Зураг 5. Эллипс хэлбэрийн туйлшралын долгионы цахилгаан орон. (4).
Зураг 5-д үзүүлсэн цагийн зүүний эсрэг чиглэлд хөдөлж буй талбар нь дэлгэцээс гадагш хөдөлж байвал баруун гар талын эллипс хэлбэртэй байна. Хэрэв цахилгаан орны вектор эсрэг чиглэлд эргэлдвэл талбар нь зүүн гар талын эллипс хэлбэртэй туйлширсан байна.
Цаашилбал, эллипс туйлшрал гэдэг нь түүний эксцентриситетийг хэлнэ. Эксцентриситетийн гол ба жижиг тэнхлэгийн далайцтай харьцуулсан харьцаа. Жишээлбэл, (4) тэгшитгэлээс долгионы эксцентриситет нь 1/0.3= 3.33 байна. Эллипс туйлширсан долгионыг гол тэнхлэгийн чиглэлээр цааш нь тодорхойлдог. (4) долгионы тэгшитгэл нь голчлон x тэнхлэгээс бүрдэх тэнхлэгтэй. Гол тэнхлэг нь ямар ч хавтгай өнцөгт байж болно гэдгийг анхаарна уу. X, Y эсвэл Z тэнхлэгт тохирохын тулд өнцөг шаардлагагүй. Эцэст нь дугуй ба шугаман туйлшрал нь эллипс туйлшралын тусгай тохиолдол гэдгийг анхаарах нь чухал юм. 1.0 эксцентрик эллипс туйлширсан долгион нь дугуй туйлширсан долгион юм. Хязгааргүй эксцентриситеттэй эллипс туйлширсан долгион. Шугаман туйлширсан долгион.
Антенны туйлшрал
Одоо бид туйлширсан хавтгай долгионы цахилгаан соронзон орны талаар мэддэг болсон тул антенны туйлшралыг энгийнээр тодорхойлсон.
Антенны туйлшрал Антенны алсын талбайн үнэлгээ, үүссэн цацрагийн талбайн туйлшрал. Тиймээс антеннуудыг ихэвчлэн "шугаман туйлширсан" эсвэл "баруун гартай дугуй туйлширсан антенн" гэж жагсаадаг.
Энэхүү энгийн ойлголт нь антенны холбоонд чухал ач холбогдолтой. Нэгдүгээрт, хэвтээ туйлширсан антенн нь босоо туйлширсан антеннтай холбогдохгүй. Харилцан үйлчлэлийн теоремын улмаас антенн нь яг адилхан аргаар дамжуулж, хүлээн авдаг. Тиймээс босоо туйлширсан антенн нь босоо туйлширсан талбарыг дамжуулж, хүлээн авдаг. Тиймээс, хэрэв та босоо туйлширсан хэвтээ туйлширсан антенныг дамжуулахыг оролдвол хүлээн авахгүй.
Ерөнхий тохиолдолд, бие биенээсээ харьцангуй өнцгөөр ( ) эргэлдсэн хоёр шугаман туйлширсан антенны хувьд энэхүү туйлшралын зөрүүнээс үүдэлтэй чадлын алдагдлыг туйлшралын алдагдлын коэффициент (PLF)-ээр тодорхойлно:
Тиймээс, хэрэв хоёр антенн ижил туйлшралтай бол тэдгээрийн цацрагийн электрон талбайн хоорондох өнцөг тэг бөгөөд туйлшралын зөрүүнээс болж чадлын алдагдал байхгүй. Хэрэв нэг антенн босоо туйлширсан, нөгөө нь хэвтээ туйлширсан бол өнцөг нь 90 градус бөгөөд чадлын дамжуулалт байхгүй.
ТАЙЛБАР: Утсаа толгой дээгүүрээ өөр өөр өнцгөөр хөдөлгөх нь заримдаа хүлээн авалтыг яагаад нэмэгдүүлж болохыг тайлбарладаг. Гар утасны антенн нь ихэвчлэн шугаман туйлширсан байдаг тул утсыг эргүүлэх нь утасны туйлшралтай тохирч, улмаар хүлээн авалтыг сайжруулдаг.
Дугуй туйлшрал нь олон антенны хүсүүштэй шинж чанар юм. Хоёр антенн хоёулаа дугуй туйлшралтай бөгөөд туйлшралын зөрүүгээс болж дохио алдагдахгүй. GPS системд ашигладаг антеннууд баруун гар тийшээ дугуй туйлшралтай байдаг.
Одоо шугаман туйлширсан антенн нь дугуй туйлширсан долгионыг хүлээн авдаг гэж үзье. Үүнтэй адилаар, дугуй туйлширсан антенн нь шугаман туйлширсан долгионыг хүлээн авахыг оролддог гэж үзье. Үүний үр дүнд үүссэн туйлшралын алдагдлын коэффициент хэд вэ?
Дугуй туйлшрал нь үнэндээ фазаас 90 градусын зөрүүтэй хоёр ортогональ шугаман туйлширсан долгион гэдгийг санаарай. Тиймээс шугаман туйлширсан (LP) антенн нь зөвхөн дугуй туйлширсан (CP) долгионы фазын бүрэлдэхүүн хэсгийг хүлээн авна. Тиймээс LP антенн нь туйлшралын зөрүүний алдагдал 0.5 (-3dB) байх болно. LP антенн ямар өнцгөөр эргэсэнээс үл хамааран энэ нь үнэн юм. Тиймээс:
Туйлшралын алдагдлын коэффициентийг заримдаа туйлшралын үр ашиг, антенны тохиромжгүй байдлын коэффициент эсвэл антенны хүлээн авах коэффициент гэж нэрлэдэг. Эдгээр бүх нэршил нь ижил ойлголтыг илэрхийлдэг.
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 12-р сарын 22
