Rafeindaverkfræðingar vita að loftnet senda og taka við merki í formi rafsegulbylgna (EM) sem lýst er með jöfnum Maxwells.Eins og með mörg efni er hægt að rannsaka þessar jöfnur, og útbreiðslu, eiginleika rafsegulmagns, á mismunandi stigum, allt frá tiltölulega eigindlegum hugtökum til flókinna jöfnur.
Það eru margar hliðar á útbreiðslu rafsegulorku, einn þeirra er skautun, sem getur haft mismikil áhrif eða áhyggjur í forritum og loftnetshönnun þeirra.Grundvallarreglur skauunar eiga við um alla rafsegulgeislun, þar með talið RF/þráðlausa, sjónorku og eru oft notaðar í sjónrænum forritum.
Hvað er loftnetskautun?
Áður en við skiljum skautun verðum við fyrst að skilja grundvallarreglur rafsegulbylgna.Þessar bylgjur eru samsettar úr rafsviðum (E sviðum) og segulsviðum (H sviðum) og hreyfast í eina átt.E og H sviðin eru hornrétt hvert á annað og á útbreiðslustefnu planbylgjunnar.
Pólun vísar til E-sviðs plansins frá sjónarhóli merkjasendans: fyrir lárétta skautun mun rafsviðið færast til hliðar í lárétta planinu, en fyrir lóðrétta skautun mun rafsviðið sveiflast upp og niður í lóðrétta planinu.( mynd 1).
Mynd 1: Rafsegulorkubylgjur samanstanda af innbyrðis hornréttum E og H sviðsþáttum
Línuleg skautun og hringskautun
Skautunarstillingar innihalda eftirfarandi:
Í grunnlínulegri skautun eru tvær mögulegar skautun hornrétt (hornrétt) á hvor aðra (mynd 2).Í orði, lárétt skautað móttökuloftnet mun ekki "sjá" merki frá lóðrétt skautuðu loftneti og öfugt, jafnvel þótt bæði starfi á sömu tíðni.Því betur sem þeir eru samstilltir, því meira merki er fangað og orkuflutningur er hámarkaður þegar skautun passa saman.
Mynd 2: Línuleg skautun gefur tvo skautunarmöguleika hornrétt á hvorn annan
Skápskautun loftnetsins er tegund af línulegri skautun.Eins og grunn lárétt og lóðrétt pólun, þá er þessi skautun aðeins skynsamleg í jarðnesku umhverfi.Skápskautun er í ±45 gráðu horni við lárétta viðmiðunarplanið.Þó að þetta sé í raun bara önnur tegund af línulegri skautun, þá vísar hugtakið "línulegt" venjulega aðeins til lárétt eða lóðrétt skautuð loftnet.
Þrátt fyrir nokkurt tap eru merki send (eða móttekin) með skáloftneti möguleg með aðeins lárétt eða lóðrétt skautuð loftnet.Skáskautuð loftnet eru gagnleg þegar skautun annars eða beggja loftneta er óþekkt eða breytist við notkun.
Hringskautun (CP) er flóknari en línuleg skautun.Í þessum ham snýst skautunin sem táknuð er með E-sviðsvigurnum þegar merkið breiðist út.Þegar snúið er til hægri (horft út frá sendinum) er hringskautun kölluð rétthent hringskautun (RHCP);þegar snúið er til vinstri, örvhent hringskautun (LHCP) (Mynd 3)
Mynd 3: Í hringskautun snýst E-sviðsvigur rafsegulbylgju;þessi snúningur getur verið rétthentur eða örvhentur
CP merki samanstendur af tveimur hornréttum bylgjum sem eru úr fasa.Þrjú skilyrði eru nauðsynleg til að búa til CP merki.E-reiturinn verður að samanstanda af tveimur hornréttum hlutum;þættirnir tveir verða að vera 90 gráður úr fasa og jafnir að amplitude.Einföld leið til að búa til CP er að nota þyrilloftnet.
sporöskjulaga skautun (EP) er tegund af CP.sporöskjulaga skautaðar bylgjur eru ávinningurinn sem myndast af tveimur línulega skautuðum bylgjum, eins og CP bylgjum.Þegar tvær innbyrðis hornréttar línuskautaðar bylgjur með ójöfnum amplitudum eru sameinaðar, myndast sporöskjulaga skautuð bylgja.
Skautunarmisræminu milli loftneta er lýst með skautunartapstuðlinum (PLF).Þessi færibreyta er gefin upp í desibelum (dB) og er fall af mismun á skautunarhorni milli sendi- og móttökuloftneta.Fræðilega séð getur PLF verið allt frá 0 dB (ekkert tap) fyrir fullkomlega stillt loftnet til óendanlegs dB (óendanlegt tap) fyrir fullkomlega hornrétt loftnet.
Í raun og veru er jöfnun (eða misjöfnun) skautunar hins vegar ekki fullkomin vegna þess að vélræn staða loftnetsins, hegðun notenda, rásröskun, fjölbrauta endurspeglun og önnur fyrirbæri geta valdið einhverri hyrndarröskun á rafsegulsviðinu sem er sent.Upphaflega verður 10 - 30 dB eða meira af merki krossskautun "leka" frá hornréttri pólun, sem í sumum tilfellum getur verið nóg til að trufla endurheimt æskilegs merkis.
Aftur á móti getur raunverulegur PLF fyrir tvö samræmd loftnet með ákjósanlega skautun verið 10 dB, 20 dB eða meiri, eftir aðstæðum, og getur hindrað endurheimt merkja.Með öðrum orðum, óviljandi krossskautun og PLF geta virkað á báða vegu með því að trufla viðkomandi merki eða minnka æskilegan merkistyrk.
Hvers vegna að hugsa um skautun?
Skautun virkar á tvo vegu: því meira sem tvö loftnet eru stillt saman og hafa sömu skautun, því betri er styrkur móttekins merkis.Aftur á móti gerir léleg pólun jöfnun það erfiðara fyrir viðtakendur, annaðhvort ætlaða eða óánægða, að fanga nógu mikið af merkinu sem vekur áhuga.Í mörgum tilfellum skekkir "rásin" sendu skautunina, eða annað eða bæði loftnetin eru ekki í fastri stöðustöðu.
Valið á því hvaða skautun á að nota ræðst venjulega af uppsetningunni eða andrúmsloftsaðstæðum.Til dæmis mun lárétt skautað loftnet standa sig betur og viðhalda skautun sinni þegar það er sett upp nálægt loftinu;öfugt mun lóðrétt skautað loftnet standa sig betur og viðhalda skautunarafköstum sínum þegar það er sett upp nálægt hliðarvegg.
Tvípóla loftnetið sem er mikið notað (látlaust eða samanbrotið) er lárétt skautað í "venjulegri" festingarstöðu sinni (Mynd 4) og er oft snúið 90 gráður til að gera ráð fyrir lóðréttri skautun þegar þess er krafist eða til að styðja við valinn skautunarham (Mynd 5).
Mynd 4: Tvípóla loftnet er venjulega fest lárétt á mastri þess til að veita lárétta skautun
Mynd 5: Fyrir forrit sem krefjast lóðréttrar skauunar er hægt að setja tvípóla loftnetið í samræmi við það þar sem loftnetið grípur
Lóðrétt skautun er almennt notuð fyrir handfesta farsímaútvarp, eins og þau sem notuð eru af fyrstu viðbragðsaðilum, vegna þess að margar lóðrétt skautaðar útvarpsloftnetsgerðir veita einnig alhliða geislunarmynstur.Þess vegna þarf ekki að stilla slík loftnet aftur þótt stefna útvarps og loftnets breytist.
3 - 30 MHz hátíðniloftnet (HF) eru venjulega smíðuð sem einfaldir langir vírar strengdir saman lárétt á milli sviga.Lengd þess ræðst af bylgjulengdinni (10 - 100 m).Þessi tegund af loftneti er náttúrulega lárétt skautað.
Þess má geta að það að vísa til þessa bands sem „há tíðni“ byrjaði fyrir áratugum, þegar 30 MHz var sannarlega hátíðni.Þó að þessi lýsing virðist nú vera úrelt er hún opinber tilnefning Alþjóðafjarskiptasambandsins og er enn mikið notuð.
Ákjósanlega skautun má ákvarða á tvo vegu: annaðhvort með því að nota jarðbylgjur fyrir sterkari skammdræg merki með útsendingarbúnaði sem notar 300 kHz - 3 MHz miðbylgjusviðið (MW), eða með því að nota himinbylgjur fyrir lengri vegalengdir í gegnum jónahvolfshlekkinn.Almennt séð hafa lóðrétt skautuð loftnet betri útbreiðslu jarðbylgjunnar, en lárétt skautuð loftnet hafa betri afköst himinbylgjunnar.
Hringskautun er mikið notuð fyrir gervihnött vegna þess að stefna gervitunglsins miðað við jarðstöðvar og önnur gervihnött er stöðugt að breytast.Skilvirkni milli sendi- og móttökuloftneta er mest þegar bæði eru hringskautuð, en hægt er að nota línulega skautuð loftnet með CP loftnetum, þó að það sé skautunartapstuðull.
Skautun er einnig mikilvæg fyrir 5G kerfi.Sum 5G loftnetsfylki með mörgum inntak/mörg úttak (MIMO) ná aukinni afköstum með því að nota skautun til að nýta tiltækt litróf á skilvirkari hátt.Þetta er náð með því að nota blöndu af mismunandi merkjaskautun og staðbundna margföldun loftnetanna (fjölbreytileiki rýmis).
Kerfið getur sent tvo gagnastrauma vegna þess að gagnastraumarnir eru tengdir með óháðum hornréttum skautuðum loftnetum og hægt er að endurheimta þau sjálfstætt.Jafnvel þótt einhver krossskautun sé til staðar vegna brautar- og rásarröskunar, endurkasts, fjölbrauta og annarra ófullkomleika, notar móttakandinn háþróuð reiknirit til að endurheimta hvert upprunalega merki, sem leiðir til lágs bitavilluhlutfalls (BER) og að lokum bættrar litrófsnýtingar.
að lokum
Skautun er mikilvægur loftnetseiginleiki sem oft er gleymt.Línuleg (þar á meðal lárétt og lóðrétt) skautun, ská skautun, hringlaga pólun og sporöskjulaga skautun eru notuð fyrir mismunandi forrit.Umfang RF frammistöðu frá enda til enda sem loftnet getur náð fer eftir hlutfallslegri stefnu þess og röðun.Stöðluð loftnet hafa mismunandi skautun og henta fyrir mismunandi hluta litrófsins, sem gefur ákjósanlega skautun fyrir markforritið.
Vörur sem mælt er með:
| RM-DPHA2030-15 | ||
| Færibreytur | Dæmigert | Einingar |
| Tíðnisvið | 20-30 | GHz |
| Hagnaður | 15 Tegund. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tegund. | |
| Skautun | Einvígi Línuleg | |
| Kross Pol.Einangrun | 60 Tegund. | dB |
| Hafnareinangrun | 70 Tegund. | dB |
| Tengi | SMA-Female | |
| Efni | Al | |
| Frágangur | Mála | |
| Stærð(L*B*H) | 83,9*39,6*69,4(±5) | mm |
| Þyngd | 0,074 | kg |
| RM-BDHA118-10 | ||
| Atriði | Forskrift | Eining |
| Tíðnisvið | 1-18 | GHz |
| Hagnaður | 10 Tegund. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tegund. | |
| Skautun | Línuleg | |
| Kross Pó.Einangrun | 30 Tegund. | dB |
| Tengi | SMA-kvenkyns | |
| Frágangur | Pekki | |
| Efni | Al | |
| Stærð(L*B*H) | 182,4*185,1*116,6(±5) | mm |
| Þyngd | 0,603 | kg |
| RM-CDPHA218-15 | ||
| Færibreytur | Dæmigert | Einingar |
| Tíðnisvið | 2-18 | GHz |
| Hagnaður | 15 Tegund. | dBi |
| VSWR | 1.5 Tegund. |
|
| Skautun | Einvígi Línuleg |
|
| Kross Pol.Einangrun | 40 | dB |
| Hafnareinangrun | 40 | dB |
| Tengi | SMA-F |
|
| Yfirborðsmeðferð | Pekki |
|
| Stærð(L*B*H) | 276*147*147(±5) | mm |
| Þyngd | 0,945 | kg |
| Efni | Al |
|
| Vinnuhitastig | -40-+85 | °C |
| RM-BDPHA9395-22 | ||
| Færibreytur | Dæmigert | Einingar |
| Tíðnisvið | 93-95 | GHz |
| Hagnaður | 22 Tegund. | dBi |
| VSWR | 1.3 Tegund. |
|
| Skautun | Einvígi Línuleg |
|
| Kross Pol.Einangrun | 60 Tegund. | dB |
| Hafnareinangrun | 67 Tegund. | dB |
| Tengi | WR10 |
|
| Efni | Cu |
|
| Frágangur | Gull |
|
| Stærð(L*B*H) | 69,3*19,1*21,2 (±5) | mm |
| Þyngd | 0,015 | kg |
Pósttími: 11. apríl 2024
