Uvod

Horizontalna I vertikalna polarizacija

RadiotehnikaProfesor: Sran JovkoviStudenti: Stankovi Marko Jeremi Aleksandar Petrovi Aleksandar Uvod Radio talas ili elektromagnetni talas jefizika pojava koju ine elektrina i magnetna polja. Elektrino i magnentno polje su normalni jedno na drugo. Elektromagnetni talas se iri u okolni prostor konanom brizinom koja je u vakuumu jednaka brzini svetlosti. U tehnici se iskoriava pojava irenja elektromagnetnih talasa du linije ili talasovoda u slobodnom (vazdunom) prostorom. Brzina irenja elektromagnetnih talasa u atmosferskom prostoru, malo je manja od brzine svetlosti, ali ta je razlika za promatranje irenja talasa zanemariva, pa se uopteno smatra da se iri brzinom svetlosti.Tako velika brzina rasprostiranja i druge karakteristike ine ih prikladnim za beini prenos informacija. Pri tome elektromagnetni talas po pravilu visoke frekvencije slui samo kao nosilac na koji se prikladnom modulacijom nanosi elektrini signal sa sadrajem informacija. Deo spektralnog podruja elekromagnetnih talasa koji slue za beini prenos informacija zauzima frekvencijsko podruje od oko 10 kHz do vie od 60 GHz. Talasi iz tog podruja, budui da slue za beini prenos informacija (radio prijenos), nazivaju se radio talasima.

Osnovne osobine EM talasaOsnovna osobina elektromagnetnih talasa je da se od antene prostiru pravolinijski. Radi to veeg pojednostavljenja i lakeg shvatanja, na slici je predstavljen talas koji se prostire u pozitivnom smeru ose z i u koga elektrino polje ima samo Ex komponentu, a magnetno Hy komponentu. Pri tom su elektrino i magnetno polje prikazani svojim amplitudama koje su uvek meusobno normalne i normalne su na pravac prostiranja talasa.

Polarizacija radio talasaRadiotalasi uzrokuju elektromagnetno polje, istovremeno elektrino i magnetno. Smer elektrine komponente odreuje polarizaciju elektromagnetnog polja. Polarizacija je izvrena promenom smera elektrinog polja na izlazu iz predajnika Ako je elektrina komponenta poloena vertikalno elektromagnetno polje je vertikalno polarizovano, a ako je elektrina komponenta horizontalna elektromagnetno polje je horizontalno polarizovano. Prostirui se otvorenim prostorom elektromagnetno polje moe biti polarizovano u bilo kojem smeru, ali ako se elektromagnetni talas prostire povrinom zemlje uvek je vertikalno polarizovan. Magnetna komponenta elektromagnetnog polja normalna je na elektricnu komponentu.Polarizacija radio talasaPolarizacija radio-talasa se definie kao orjentacija elektrinog polja radio-talasa u prostoru. Ovaj pojam nije u relaciji sa pojmovima ugla zraenja i usmerenosti antena ve se odnosi na samu strukturu radio-talasa, odnosno na nain njegovog prostiranja kroz prostor.Naime, kada antena emituje radio talas, njegovo elektino polje zauzima odreen poloaj u prostoru. Ovaj poloaj se naziva polarizacijom, a zavisi od konstrukcije antene. Kod linearne polarizacije, elektrino polje radio talasa zauzima jednu ravan, vodoravnu (horizontal polarisation) ili uspravnu (vertical polarisation)Kako se vri polarizacija???Transverzalani talas kod koga se pravac oscilovanja stalno menja zove se nepolarizovan talas.Kada se na put transferzalnog talasa postavi prepreka P sa uzdunim prorezom onda e izdvojiti jednu jedinu ravan oscilovanja. Prepreka P se sada naziva polarizator, a iza polarizatora dobija se polarizovan talas, dakle talas koji osciluje u jednom pravcu. Kroz istu takvu prepreku A koja je postavljena paralelno iza P talas e nesmetano prei. Ploicom A se vri analiza talasa, pa se naziva analizator.

Elektromagnetni talas je transferzalan talas pa je pojava polarizacije elektromagnetnog talasa vrlo vana u telekomunikacijama.

Vrste polarizacija talasaTalasi mogu biti:Horizontalno (vodoravno) polarizovaniVertikalno (uspravno) polarizovani

Linijska polarizacijaNajee koriena polarizacija je linijska. Na niim uestanostima radio talasnog podruja (dugi DT i srednji ST talasi) koristi se iskljuivo vertikalna, i na viim se mogu koristiti obe vrste polarizacije i horizontalna i vertikalna.Da bismo objasnili zbog ega je horizontalna nepovoljna na dugim i srednjim talasima, moramo imati u vidu uticaj zemljine povrine koja na ovim uestalostima ima provodne osobine.Na visokim uestanostima zemlja gubi provodne osobine. Zbog toga se na ovim uestanostima mogu primijeniti i horizontalna i vertikalna polarizacija. Pri tome treba imati u vidu uticaj reflektovanih talasa od zemljine povrine nakarakteristiku zraenja antene

Horizontalna i vertikalna polarizacijaAko zamislite radio-talas kao sinusoidu, kako ga najee i prikazujemo, to je u stvari prikaz linearne polarizacije. Ako se sinusoida menja po vertikalnoj osi to je vertikalna polarizacija. Ako se menja po horizontalnoj, onda je to horizontalna polarizacija.Kod horizontalne polarizacije talas se prostire paralelno sa zemljinom povrinom, dok se kod vertikalne polarizacije nalazi normalno u odnosu na povrinu. Posledica ovoga je naravno da se jedna frenkvencija moe koristiti za prenos vie kanala u zavisnosti da li je signal H ili V polarizovan.SimulacijaPolarizacija antenaPolarizacija EM talasa u razliitim smerovima zraenja od antene moe biti razliita. Npr, ako je antena u obliku tapa postavljena vertikalno nad povrinom zemlje, tada e EM talas biti vertikalno polarisan samo u onim pravcima koji polaze od antene a paralelni su sa njenom povrinom. U ostalim pravcima biti e u pitanju kosa linijska polarizacija gde e ravan polarizacije zaklapati neki ugao sa povrinom zemlje. Ili, ako neka antena zrai kruno polarisani talas u pravcu maksimuma zraenja, u ostalim pravcima polarizacija e biti eliptina. Zbog toga se pod polarizacijom neke antene podrazumeva polarizacija njenog talasa u smjeru maksimalnog zraenja. Prenos elektromagnetne energije izmeu predajne i prijemne antene znatno zavisi, pored ostalog, i od njihovih polarizacija. Kad obe antene imaju istu polarizaciju, u prijemnoj anteni e se indukovati maksimalni VF napon. Svaki drugi poloaj prijemne antene prema predajnoj, odnosno drugi odnos izmeu njihovih polarizacija, neizbjeno dovodi do gubitka u efikasnosti prenosa. U ekstremnom sluaju kada je jedna od njih polarisana horizontalno a druga vertikalno,teorijski ne bi trebalo da postoji prijem VF energije. U praksi se, meutim zbog deformacija pri prostiranju i u tom sluaju indukuje neka minimalna vrijednost VFnapona u prijemnoj anteni

Polarizacija antene u praksiPosebno je bitno prilikom same montae antene proveriti polarizaciju primljenog signala. Naime, iako nam je poznata polarizacija antene koja signal odailje, na putu od nje do mesta prijema, iz raznih razloga, moe doi do promene polarizacije radio-talasa. Uzrok moe biti, recimo, odbijanje radio-talasa od neke povrine, ili nekog sloja u vazduhu.Polarizacija radio-talasa koji emituje neka antena ne mora da bude nepromenljiva. Konstrukcijom antene, esto je predvieno da antenu moemo zakrenuti za 90 stepeni prilikom montae. Time mi u stvari odreujemo polarizaciju emitovanog radio-talasa.

Provera polarizacije prilikom postavljanja anteneProveru polarizacije vrimo u toku montae antene, pre nego to je uvrstitimo jednostavno usmeravamo antenu iz ruke prema odailjau i merimo signal. Zatim je zaokrenemo za 90 stepeni oko ose antene koja prolazi kroz antenu. Ponovo premerimo signal i uporedimo ga sa signalom suprotne polarizacije. Onaj signal koji je vei ima ispravnu polarizaciju.Omni antenama je teko promeniti polarizaciju. Njihova konstrukcija je takva da je zakretanje za 90 najee nemogue a i ako je nemogue to je nepraktino, zbog karakteristika vertikalnog i horizontalnog ugla zraenja. Zbog toga, kod nabavke omni antena (a sa njima i sektorskih), treba o polarizaciji voditi rauna pre kupovine.

Onaj signal koji je vei ima ispravnu polarizaciju. Kao to se iz priloene tabele vidi, slabljenje kod pogrene polarizacije moe biti i 20 dB, tako da e se razlika u toku merenja sasvim sigurno primetiti.

PolarizacijaSlabljenjesignalaRadio-talasAntenavertikalnavertikalna0 dBvertikalnahorizontalna20 dBvertikalnaciklina3 dBvertikalnaiskoena (45)3 dBhorizontalnavertikalna20 dBhorizontalnahorizontalna0 dBhorizontalnaciklina3 dBhorizontalnaiskoena (45)3 dBcirkularna (desni smer)cirkularna (levi smer)20 dBcirkularna (desni smer)cirkularna (desni smer)0 dBcirkularna (levi smer)cirkularna (levi smer)0 dBPolarizacija kod satelitaPolarizacija predstavlja metod razdvajanja signala u procesu emitovanja, metodom prostorne orijentacije koja moe biti linearna i krunaZnaaj polarizacije mogunost poveanja broja kanala na samom satelitu bez meusobnog ometanjaSa aspekta ometanja vano je i da susedni kanali sa dva satelita takoe budu razliito polarizovani.Bez obzira na tip primenjene polarizacije, na prijemu moraju postojati ureaji za detekciju vrste polarizacije, to poveava cenu prijemnika.Na izlazu predajne antene vri se posebna elektromagnetna obrada satelitskog snopa.Polarizacija je izvrena posebnom elektromagnetnom obradom satelitskog snopa na izlazu predajne antene, tako da EM talasi izlaze iz predajnika kruei u smeru kazaljke na satu desna kruna polarizacija ili obratno - leva kruna polarizacija.

Kruna polarizacijaH i V polarizacija satelitaNa izlazu predajne antene vri se posebna elektromagnetna obrada satelitskog snopaEM talasi izlaze iz predajnika okrenuti vertikalno- vertikalna linearna polarizacija ili horizontalno -horizontalna inearna polarizacija

ZakljuakPolarizacija radio talasa je veoma bitna karakteristika, jer ako polarizacija nije odgovarajua dolazi do slabljenja primljenog signala. Zbog toga je potrebno, prilikom planiranja i podeavanja neke beine veze obratiti panju i na polarizaciju signala.Ako se polarizacija prijemne antene ne poklapa sa polarizacijom radio signala, taj signal e biti primljen znatno oslabljen.Polarizacija je takoe bitna zato to nam omoguava istovremeno slanje vie signala jednim frekvencijskim kanalom. Odnosno omoguava nam razdvajanje signala u procesu emitovanja prostornom orjentacijom.HVALA NA PANJI