Polarización

La polarización es una de las características fundamentales de cualquier antena. En primer lugar tendremos que entender la polarización de ondas planas, entonces vamos a caminar por el principales tipos de polarización. La polarización lineal Comencemos por entender la polarización de una onda. Un avión electromagnético (EM) se caracteriza por la onda viaja en una sola dirección (sin campo de la variación en las dos direcciones ortogonales). En este caso, el campo eléctrico y el campo magnético son perpendiculares entre sí ya la dirección de la onda plana se propaga. Como ejemplo, considere la E de frecuencia única de campo dado por la ecuación (1), donde el campo está viajando en la dirección + z-dirección, el E-campo se orienta en la dirección + x, y el campo magnético está en el signo + y-dirección. En la ecuación (1), el símbolo es un vector unidad (un vector con una longitud de uno), que dice que E-campo "puntos" en la dirección x. Una onda plana se ilustra gráficamente en la Figura 1. Figura 1. Representación gráfica de E-campo de viaje en + z-dirección. Polarización es la cifra que las huellas de campo E-hacia fuera mientras que la propagación. A modo de ejemplo, considerar la E-campo observado en (x, y, z) = (0,0,0) en función del tiempo de la onda plana se describe por la ecuación anterior (1). La amplitud de este campo se representa en la figura 2 en varios casos de tiempo. El campo está oscilando en frecuencia f.

Figura 2. La observación de campo E en (x, y, z) = (0,0,0) en diferentes momentos.

Observado en el origen, la E-campo oscila hacia adelante y hacia atrás en magnitud, siempre dirigido a lo largo el eje "x". Debido a que el campo E se mantiene a lo largo de una sola línea, este campo se dice que de polarización lineal. Además, si el eje X es paralela al suelo, este campo también puede ser descrito como "horizontal polarizada "(o, a veces h polos de la industria). Si el campo se orientó a lo largo del eje y, esta onda se dice que "polarización vertical" (o v-polo). Una onda polarizada linealmente no tiene por qué ser a lo largo del eje horizontal o vertical. Por ejemplo, una onda con una E-campo obligado a mentir a lo largo de la línea se muestra en la Figura 3 también se linealmente polarizada. Figura 3. Locus de las amplitudes de E-campo para una onda linealmente polarizada en un ángulo. El campo E en la Figura 3 puede ser descrita por la ecuación (2). El E-campo, ahora tiene un x e y componentes, de igual magnitud. Una cosa a notar sobre la ecuación (2) es que el x-e y los componentes de la E-campo en fase - que ambos tienen la misma magnitud y varían en la misma proporción. Polarización circular Supongamos ahora que el campo E de una onda plana fue dada por la ecuación (3): En este caso, el x-e y los componentes son de 90 grados fuera de fase. Si el campo se observa en (x, y, z) = (0,0,0) de nuevo como antes, la trama de la E-campo en función del tiempo que aparecen como se muestra en la Figura 4. Figura 4. la fuerza de campo eléctrico en (x, y, z) = (0,0,0) para el campo de la ecuación. (3). El campo E en la Figura 4 rota en un círculo. Este tipo de campo se describe como un polarizada circularmente de onda. Para que la polarización circular, los siguientes criterios se deben cumplir:

Si la onda en la Figura 4 se desplaza fuera de la pantalla, el campo está girando en el sentido contrario a las agujas del reloj y se dice que es mano derecha circularmente polarizada (RHCP) . Si los campos se giran en sentido horario, el campo se mano izquierda polarización circular (LHCP). La polarización elíptica Si el campo E tiene dos componentes perpendiculares que están fuera de fase de 90 grados, pero se no es igual en magnitud, el campo terminará polarizada elípticamente . Tenga en cuenta la onda plana viajando en la dirección + z, con E-campo descrito por la ecuación (4): El lugar geométrico de los puntos que la punta del vector campo E asumiría se da en la figura 5. Figura 5. Consejo de E-campo de la onda polarizada elíptica de la ecuación. (4). El campo en la figura 5, se desplaza en el sentido contrario a las agujas del reloj, y si se viaja fuera del la pantalla se mano derecha polarizada elípticamente . Si el vector de campo eléctrico fue rota en la dirección opuesta, el campo sería mano izquierda polarizada elípticamente . Además, la polarización elíptica es definido por su excentricidad, que es la relación de el eje mayor y menor amplitud. Por ejemplo, la excentricidad de la onda dada por la ecuación (4) es 1/0.3 = 3.33. olas polarizada elípticamente se describen con más detalle por el dirección del eje principal. La ola de la ecuación (4) tiene un eje principal propuesta por el eje "x". Tenga en cuenta que el eje principal puede estar en cualquier ángulo en el plano, no tiene por qué coincidir con el x, y, o z-eje. Por último, tenga en cuenta que la polarización circular y polarización lineal son casos especiales de la polarización elíptica. Una onda polarizada elípticamente, con una excentricidad de 1,0 es una onda polarizada circularmente; una onda polarizada elípticamente, con una excentricidad infinita es una onda linealmente polarizada. En la siguiente sección, vamos a utilizar los conocimientos de la polarización de onda plana para caracterizar y entender antenas.