Skautun er eitt af grunneinkennum loftneta. Við þurfum fyrst að skilja skautun flugbylgna. Við getum síðan fjallað um helstu tegundir loftnetskauunar.
línuleg skautun
Við munum byrja að skilja skautun flugvélar rafsegulbylgju.
Planar rafsegulbylgja (EM) hefur nokkra eiginleika. Hið fyrra er að krafturinn fer í eina átt (engin svið breytist í tvær hornréttar áttir). Í öðru lagi eru rafsviðið og segulsviðið hornrétt á hvort annað og hornrétt á hvort annað. Raf- og segulsvið eru hornrétt á útbreiðslustefnu flugbylgjunnar. Lítum sem dæmi á eintíðni rafsvið (E-svið) gefið með jöfnu (1). Rafsegulsviðið ferðast í +z áttinni. Rafsviðinu er beint í +x stefnuna. Segulsviðið er í +y átt.
Í jöfnu (1) skaltu fylgjast með merkingunni: . Þetta er einingarvigur (lengdarvigur), sem segir að rafsviðspunkturinn sé í x-stefnunni. Flugbylgjan er sýnd á mynd 1.
mynd 1. Myndræn framsetning rafsviðs sem ferðast í +z stefnu.
Skautun er ummerki og útbreiðsluform (útlínur) rafsviðs. Lítum sem dæmi á rafbylgjujöfnuna (1). Við munum athuga stöðuna þar sem rafsviðið er (X,Y,Z) = (0,0,0) sem fall af tíma. Magn þessa sviðs er teiknað á mynd 2, í nokkrum tilfellum í tíma. Sviðið sveiflast á tíðninni "F".
mynd 2. Athugaðu rafsviðið (X, Y, Z) = (0,0,0) á mismunandi tímum.
Rafsviðið sést við upphafið, sveiflast fram og til baka í amplitude. Rafsviðið er alltaf meðfram tilgreindum x-ás. Þar sem rafsviðinu er haldið eftir einni línu má segja að þetta sviði sé línulega skautað. Að auki, ef X-ásinn er samsíða jörðu, er þessu sviði einnig lýst sem lárétt skautað. Ef sviðið er meðfram Y-ásnum má segja að bylgjan sé lóðrétt skautuð.
Línulega skautaðar bylgjur þurfa ekki að beina eftir láréttum eða lóðréttum ás. Til dæmis myndi rafsviðsbylgja með þvingun sem liggur meðfram línu eins og sýnt er á mynd 3 einnig vera línulega skautuð.
mynd 3. Rafsviðsamplitude línulega skautaðrar bylgju sem fer í horn.
Rafsviðinu á mynd 3 má lýsa með jöfnu (2). Nú er x og y hluti rafsviðsins. Báðir þættirnir eru jafn stórir.
Eitt sem þarf að hafa í huga varðandi jöfnu (2) er xy-hlutinn og rafeindasviðin í öðru þrepi. Þetta þýðir að báðir þættirnir hafa alltaf sömu amplitude.
hringlaga pólun
Gerum nú ráð fyrir að rafsvið flugbylgju sé gefið með jöfnu (3):
Í þessu tilviki eru X- og Y-þættirnir 90 gráður úr fasa. Ef litið er á sviðið sem (X, Y, Z) = (0,0,0) aftur eins og áður, mun rafsvið á móti tíma birtast eins og sýnt er hér að neðan á mynd 4.
Mynd 4. Rafsviðsstyrkur (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ lén. (3).
Rafsviðið á mynd 4 snýst í hring. Þessari tegund sviðs er lýst sem hringskautaðri bylgju. Fyrir hringskautun verður að uppfylla eftirfarandi skilyrði:
- Staðall fyrir hringskautun
- Rafsviðið verður að hafa tvo hornrétta (hornrétta) þætti.
- Rétthyrndu þættir rafsviðsins verða að hafa sömu amplitudes.
- Ferningshlutirnir verða að vera 90 gráður úr fasa.
Ef ferðast er á Wave Figure 4 skjánum er sagður snúningur sviðsins rangsælis og rétthentur circularly polarized (RHCP). Ef reitnum er snúið réttsælis verður völlurinn örvhentur hringskautun (LHCP).
Sporöskjulaga skautun
Ef rafsviðið hefur tvo hornrétta þætti, 90 gráður úr fasa en jafnstórir, verður sviðið sporöskjulaga skautað. Miðað við rafsvið flugbylgju sem ferðast í +z stefnu, lýst með jöfnu (4):
Staðsetning punktsins þar sem oddur rafsviðsvigursins mun taka er upp á mynd 5
Mynd 5. Hvetja sporöskjulaga skautunarbylgju rafsvið. (4).
Reiturinn á mynd 5, sem ferðast rangsælis, væri rétthentur sporöskjulaga ef ferðast er út fyrir skjáinn. Ef rafsviðsvigurinn snýst í gagnstæða átt verður sviðið örvhent sporöskjulaga skautað.
Ennfremur vísar sporöskjulaga skautun til sérvitringar hennar. Hlutfall sérvitringar og amplitude stór- og smáásar. Til dæmis er sérvitringur bylgjunnar úr jöfnu (4) 1/0,3= 3,33. sporöskjulaga skautuðum bylgjum er lýst frekar með stefnu meginássins. Bylgjujöfnan (4) hefur ás sem samanstendur fyrst og fremst af x-ásnum. Athugið að aðalásinn getur verið í hvaða planhorni sem er. Hornið er ekki nauðsynlegt til að passa X-, Y- eða Z-ásinn. Að lokum er mikilvægt að hafa í huga að bæði hringlaga og línuleg skautun eru sértilvik af sporöskjulaga skautun. 1,0 sérvitring sporöskjulaga skautuð bylgja er hringskautuð bylgja. sporöskjulaga skautaðar bylgjur með óendanlega sérvitring. Línulega skautaðar bylgjur.
Loftnetskautun
Nú þegar við erum meðvituð um skautað flugbylgju rafsegulsvið er skautun loftnets einfaldlega skilgreind.
Loftnetskautun Loftnetsfjarsviðsmat, skautun útgeislunarsviðsins sem myndast. Þess vegna eru loftnet oft skráð sem "línulega skautuð" eða "rétthent hringskautuð loftnet".
Þetta einfalda hugtak er mikilvægt fyrir loftnetssamskipti. Í fyrsta lagi mun lárétt skautað loftnet ekki hafa samskipti við lóðrétt skautað loftnet. Vegna gagnkvæmnisetningarinnar sendir og tekur loftnetið á nákvæmlega sama hátt. Þess vegna senda lóðrétt skautuð loftnet og taka á móti lóðrétt skautuðum sviðum. Þess vegna, ef þú reynir að flytja lóðrétt skautað lárétt skautað loftnet, verður engin móttaka.
Í almennu tilvikinu, fyrir tvö línulega skautuð loftnet sem snúast miðað við hvert annað um horn ( ), verður afltapi vegna þessa skauunarmisræmis lýst með skautunartapsstuðlinum (PLF):
Þess vegna, ef tvö loftnet hafa sömu skautun, er hornið á milli geislandi rafeindasviða þeirra núll og það er ekkert afltap vegna skauunarmisræmis. Ef eitt loftnet er lóðrétt skautað og hitt er lárétt skautað, er hornið 90 gráður og ekkert afl verður flutt.
ATHUGIÐ: Að færa símann yfir höfuðið í mismunandi sjónarhorn útskýrir hvers vegna stundum er hægt að auka móttöku. Farsímaloftnet eru venjulega línulega skautuð, þannig að snúningur símans getur oft passað við skautun símans og þannig bætt móttöku.
Hringlaga skautun er æskilegur eiginleiki margra loftneta. Bæði loftnetin eru hringskautuð og þjást ekki af merkjatapi vegna skauunarmisræmis. Loftnet sem notuð eru í GPS kerfum eru hægri hönd hringskautuð.
Gerum nú ráð fyrir að línuskautað loftnet taki við hringskautuðum bylgjum. Á sama hátt, gerðu ráð fyrir að hringskautað loftnet reyni að taka á móti línulega skautuðum bylgjum. Hver er skautunartapsstuðullinn?
Mundu að hringskautun er í raun tvær hornrétt línulega skautaðar bylgjur, 90 gráður úr fasa. Þess vegna mun línuskautað (LP) loftnet aðeins taka á móti hringskautaða (CP) bylgjufasahlutanum. Þess vegna mun LP loftnetið hafa skautun misræmis tap upp á 0,5 (-3dB). Þetta er satt sama hvaða horn LP loftnetinu er snúið. því:
Skautunarstuðull er stundum nefndur skautun skilvirkni, ósamræmisstuðull loftnets eða móttökustuðull loftnets. Öll þessi nöfn vísa til sama hugtaksins.
Birtingartími: 22. desember 2023
