Antennepolarisering: Hva er antennepolarisering og hvorfor det er viktig

Figur 5: For applikasjoner som krever vertikal polarisering, kan dipolantennen monteres tilsvarende der antennen griper tak.

Vertikal polarisering brukes ofte for håndholdte mobile radioer, slik som de som brukes av førstehjelpere, fordi mange vertikalt polariserte radioantennedesign også gir et omnidireksjonelt strålingsmønster. Derfor trenger ikke slike antenner å bli omorientert selv om retningen på radioen og antennen endres.

3–30 MHz høyfrekvente (HF) antenner er vanligvis konstruert som enkle lange ledninger som er tredd sammen horisontalt mellom braketter. Lengden bestemmes av bølgelengden (10–100 m). Denne typen antenne er naturlig horisontalt polarisert.

Det er verdt å merke seg at det å referere til dette båndet som «høyfrekvens» startet for flere tiår siden, da 30 MHz faktisk var høyfrekvens. Selv om denne beskrivelsen nå ser ut til å være utdatert, er det en offisiell betegnelse fra Den internasjonale telekommunikasjonsunionen og er fortsatt mye brukt.

Den foretrukne polarisasjonen kan bestemmes på to måter: enten ved å bruke bakkebølger for sterkere kortdistansesignalering fra kringkastingsutstyr som bruker mellombølgebåndet (MW) på 300 kHz - 3 MHz, eller ved å bruke himmelbølger for lengre avstander gjennom ionosfæreforbindelsen. Generelt sett har vertikalt polariserte antenner bedre bakkebølgeforplantning, mens horisontalt polariserte antenner har bedre ytelse for himmelbølger.

Sirkulær polarisering er mye brukt for satellitter fordi satellittens orientering i forhold til bakkestasjoner og andre satellitter stadig endrer seg. Effektiviteten mellom sende- og mottakerantenner er størst når begge er sirkulært polariserte, men lineært polariserte antenner kan brukes med CP-antenner, selv om det er en polarisasjonstapfaktor.

Polarisering er også viktig for 5G-systemer. Noen 5G-antennematriser med flere innganger/utganger (MIMO) oppnår økt gjennomstrømning ved å bruke polarisering for å utnytte det tilgjengelige spekteret mer effektivt. Dette oppnås ved hjelp av en kombinasjon av forskjellige signalpolarisasjoner og romlig multipleksing av antennene (romdiversitet).

Systemet kan overføre to datastrømmer fordi datastrømmene er koblet sammen av uavhengige ortogonalt polariserte antenner og kan gjenopprettes uavhengig. Selv om det finnes noe krysspolarisering på grunn av sti- og kanalforvrengning, refleksjoner, flerstisforstyrrelser og andre ufullkommenheter, bruker mottakeren sofistikerte algoritmer for å gjenopprette hvert originale signal, noe som resulterer i lave bitfeilrater (BER) og til slutt forbedret spektrumutnyttelse.

avslutningsvis
Polarisering er en viktig antenneegenskap som ofte overses. Lineær (inkludert horisontal og vertikal) polarisering, skrå polarisering, sirkulær polarisering og elliptisk polarisering brukes til forskjellige applikasjoner. Utvalget av ende-til-ende RF-ytelse en antenne kan oppnå avhenger av dens relative orientering og justering. Standardantenner har forskjellige polariseringer og er egnet for forskjellige deler av spekteret, noe som gir den foretrukne polariseringen for målapplikasjonen.