Elliptische polarisatie. Wat is circulaire polarisatie

Laat in de richting van de as OZ twee elektromagnetische golven planten zich voort. De elektrische veldsterkte van één golf oscilleert in de richting van de as OJ in de wet EY(z, t)= Eosine (kz-gew), en de andere - in de richting van de as OS in de wet Vb(z, t)= Eocos(kz-wt) Fase van golfoscillaties met een elektrisch veld georiënteerd langs de as OS, blijft achter p/2 uit de fase van een andere golf. Laten we de aard van de oscillaties van de spanningsvector van de resulterende golf ontdekken.

U kunt er eenvoudig voor zorgen dat de modulus van de resulterende golf in de loop van de tijd niet verandert en altijd gelijk is aan Eo. Raaklijn van de hoek tussen de as OS en de vector van de elektrische veldsterkte op het punt z gelijk aan
tgj===tg(kz-wt). (1)

Uit (1) volgt dat de hoek tussen de vector van de elektrische veldsterkte van de golf en de as OX-j- verandert in de loop van de tijd volgens de wet j(t)=kz-gew De elektrische veldsterktevector roteert uniform met een hoeksnelheid gelijk aan w. Het uiteinde van de elektrische veldsterktevector beweegt langs een helix (zie figuur 27). Als je kijkt naar de verandering in de intensiteitsvector vanaf de oorsprong in de richting van de voortplanting van de golf, dan vindt de rotatie met de klok mee plaats, d.w.z. in de richting van de magnetische inductievector. Zo'n golf wordt rechts circulair gepolariseerd genoemd.

Een elektromagnetische golf met circulaire polarisatie, invallend op een stof, brengt rotatie over op de elektronen van de stof.

Resultaat: rechts-gepolariseerd een elektromagnetische golf heeft een impulsmoment dat langs de voortplanting van de golf is gericht, linkshandige Een elektromagnetische golf heeft een impulsmoment dat tegen de voortplanting van de golf is gericht. Dit resultaat zal worden gebruikt in de studie van de kwantumfysica.

Bij het toevoegen van vlakke golven van lineaire polarisatie met vlakken die loodrecht zijn georiënteerd en met een willekeurige faseverschuiving A, de resulterende verandering in de spanningsvector op een bepaald punt z kan rotatie zijn met gelijktijdige periodieke verandering in module. Het uiteinde van de elektrische veldsterktevector van de golf beweegt in dit geval langs een ellips. Dit soort polarisatie wordt elliptisch genoemd. Het kan zowel links als rechts zijn. Figuur 29 toont de trajecten van het einde van de sterktevector van het resulterende elektrische veld van twee golven met dezelfde amplitude met horizontale en verticale polarisatievlakken bij verschillende waarden van de faseverschuiving - van 0 naar P. Wanneer de faseverschuiving gelijk is aan nul, is de resulterende golf vlakgepolariseerd, waarbij het polarisatievlak een hoek maakt p/4 met een horizontaal vlak. Met een faseverschuiving gelijk aan p/4, – elliptische polarisatie, at p/2– circulaire polarisatie, op 3p/4– elliptische polarisatie, met P– lineaire polarisatie.

In het geval dat de golf een som is van willekeurig gepolariseerde componenten met een chaotische reeks faseverschuivingen, gaan alle polarisatie-effecten verloren. Ze zeggen dat de elektromagnetische golf in dit geval niet gepolariseerd is.

Demonstratie van golfpolarisatie: het koord van de rotor vóór de sleuf oscilleert in een cirkel en achter de sleuf naar het bevestigingspunt - lineair

Golfpolarisatie- karakteristiek voor transversale golven, die het gedrag beschrijft van de vector van een oscillerende grootheid in een vlak loodrecht op de voortplantingsrichting van de golf.

Soorten polarisatie

Een transversale golf wordt gekenmerkt door twee richtingen: een golfvector en een amplitudevector, altijd loodrecht op de golfvector. De golfvector geeft de voortplantingsrichting van de golf aan, en de amplitudevector laat zien in welke richting de oscillaties optreden. In de driedimensionale ruimte is er nog een andere vrijheidsgraad: de mogelijkheid om de amplitudevector rond de golfvector te draaien.

De oorzaak van golfpolarisatie kan zijn:

  • asymmetrische opwekking van golven in de storingsbron;
  • anisotropie van het golfvoortplantingsmedium;
  • breking en reflectie op de grens van twee media.

Theorie van het fenomeen

Een elektromagnetische golf kan (zowel theoretisch als praktisch) worden ontleed in twee gepolariseerde componenten, bijvoorbeeld verticaal en horizontaal gepolariseerd. Andere uitbreidingen zijn mogelijk, bijvoorbeeld langs een ander paar onderling loodrechte richtingen, of in twee componenten met linkse en rechtse circulaire polarisatie. Wanneer wordt geprobeerd een lineair gepolariseerde golf te ontbinden in circulaire polarisaties (of omgekeerd), zullen er twee componenten met halve intensiteit ontstaan.

Vanuit zowel kwantum- als klassiek oogpunt kan polarisatie worden beschreven door een tweedimensionale complexe vector ( Jones-vector). Fotonpolarisatie is een implementatie van de q-bit.

Antennestraling heeft meestal een lineaire polarisatie.

Door de polarisatie van licht te veranderen wanneer dit door een oppervlak wordt gereflecteerd, kan men de structuur van het oppervlak, de optische constanten en de dikte van het monster beoordelen.

Als het verstrooide licht gepolariseerd is, kan door het gebruik van een polarisatiefilter met een andere polarisatie de doorgang van licht worden beperkt. De intensiteit van het licht dat door polarisatoren gaat, voldoet aan de wet van Malus. Schermen met vloeibare kristallen werken volgens dit principe.

Sommige levende wezens, zoals bijen, kunnen de lineaire polarisatie van licht onderscheiden, waardoor ze extra mogelijkheden hebben voor oriëntatie in de ruimte. Er is ontdekt dat sommige dieren, zoals de bidsprinkhaankrab, circulair gepolariseerd licht kunnen onderscheiden, dat wil zeggen licht met circulaire polarisatie. Sommige mensen hebben ook het vermogen om de polarisatie van licht te onderscheiden. Deze mensen kunnen met het blote oog de effecten waarnemen die gepaard gaan met de gedeeltelijke polarisatie van licht aan de hemel overdag. Dit is hoe Lev Nikolajevitsj Tolstoj dit effect beschrijft in zijn verhaal 'Jeugd': 'en, turend in de open deur van het balkon ... en in de heldere lucht, waarop, als je goed kijkt, plotseling een stoffig geelachtig stipje verschijnt en verdwijnt weer;”

Geschiedenis van de ontdekking van polarisatie van elektromagnetische golven

De ontdekking van gepolariseerde lichtgolven werd voorafgegaan door het werk van veel wetenschappers. In 1669 rapporteerde de Deense wetenschapper Rasmus Bartholin zijn experimenten met kalkspaatkristallen (CaCO 3), meestal in de vorm van een regelmatige ruit, die werden meegebracht door zeelieden die terugkeerden uit IJsland. Hij was verrast toen hij ontdekte dat een lichtstraal, wanneer hij door een kristal gaat, zich in twee stralen splitst (nu gewoon en buitengewoon genoemd). Bartolin voerde een grondige studie uit naar het fenomeen dubbele breking dat hij ontdekte, maar kon er geen verklaring voor geven.

Twintig jaar na de experimenten van E. Bartholin trok zijn ontdekking de aandacht van de Nederlandse wetenschapper Christian Huygens. Hij begon zelf de eigenschappen van IJslandse sparkristallen te bestuderen en legde het fenomeen dubbele breking uit op basis van zijn golftheorie van licht. Tegelijkertijd introduceerde hij het belangrijke concept van de optische as van een kristal, wanneer deze wordt geroteerd waaromheen er geen anisotropie is van de eigenschappen van het kristal, dat wil zeggen hun afhankelijkheid van de richting (uiteraard hebben niet alle kristallen zulke een as).

In zijn experimenten ging Huygens verder dan Bartholin, waarbij hij beide stralen die uit een IJslands sparkristal kwamen, door een tweede soortgelijk kristal liet gaan. Het bleek dat als de optische assen van beide kristallen evenwijdig zijn, verdere ontbinding van deze stralen niet langer plaatsvindt. Als de tweede ruit 180 graden rond de voortplantingsrichting van de gewone straal wordt gedraaid, ondergaat de buitengewone straal, wanneer hij door het tweede kristal gaat, een verschuiving in de richting tegengesteld aan de verschuiving in het eerste kristal, en beide stralen zullen uit zo'n kristal tevoorschijn komen. een systeem verbonden in één balk. Het bleek ook dat, afhankelijk van de hoek tussen de optische assen van de kristallen, de intensiteit van de gewone en buitengewone stralen verandert.

Deze studies brachten Huygens dicht bij de ontdekking van het fenomeen polarisatie van licht, maar hij kon de beslissende stap niet zetten, omdat in zijn theorie werd aangenomen dat lichtgolven longitudinaal zijn. Om de experimenten van H. Huygens uit te leggen, bracht I. Newton, die de corpusculaire theorie van licht aanhing, het idee naar voren van de afwezigheid van axiale symmetrie van een lichtbundel en zette daarmee een belangrijke stap in de richting van het begrijpen van de polarisatie van licht .

( E X = E 1 cos ⁡ (τ + δ 1) E y = E 2 cos ⁡ (τ + δ 2) E z = 0 (\displaystyle (\begin(cases)E_(x)=E_(1)\ cos \left(\tau +\delta _(1)\right)\\E_(y)=E_(2)\cos \left(\tau +\delta _(2)\right)\\E_(z) =0\eind(gevallen)))

Hier is het begin van de fase τ = k z - ω t (\displaystyle \tau =kz-\omega t).

Door de eerste twee vergelijkingen te transformeren en op te tellen, kunnen we de bewegingsvergelijking van de vector verkrijgen E → (\displaystyle (\vec (E))):

(E x E 1) 2 + (E y E 2) 2 - 2 E X E 1 E y E 2 cos ⁡ (δ) = zonde 2 ⁡ δ (\ Displaystyle \ left ((\ frac (E_ (x)) (E_(1)))\right)^(2)+\left((\frac (E_(y))(E_(2)))\right)^(2)-2(\frac (E_(x) ))(E_(1)))(\frac (E_(y))(E_(2)))\cos(\delta)=\sin ^(2)(\delta )), waar het faseverschil δ = δ 1 - δ 2 (\displaystyle \delta =\delta _(1)-\delta _(2)).

Samen met S 1 (\ Displaystyle S_ (1)), S 2 (\ Displaystyle S_ (2)), S 3 (\ Displaystyle S_ (3)) genormaliseerde Stokes-parameters worden ook gebruikt s 1 = S 1 / S 0 (\displaystyle s_(1)=S_(1)/S_(0)), s 2 = S 2 / S 0 (\displaystyle s_(2)=S_(2)/S_(0)), s 3 = S 3 / S 0 (\displaystyle s_(3)=S_(3)/S_(0)). Voor gepolariseerd licht s 1 2 + s 2 2 + s 3 2 = 1 (\displaystyle s_(1)^(2)+s_(2)^(2)+s_(3)^(2)=1).

S- En P- golfpolarisatie

In optica en elektrodynamica S-gepolariseerde golf (vergelijk Duits. senkrecht- loodrecht) heeft een elektrische veldvector E loodrecht op het invalsvlak. S σ -gepolariseerd, sagittaal gepolariseerd, E-type golf, TE-golf ( Dwars elektrisch) . P-gepolariseerde golf (vergelijk lat. parallel- parallel) heeft een elektrische veldvector E evenwijdig aan het invalsvlak. P-gepolariseerde golf wordt ook wel genoemd π -gepolariseerd, gepolariseerd in het invalsvlak, H-type golf, TM-golf ( Transversaal magnetisch) .

De termen TM-golf en TE-golf worden in de werken van een aantal auteurs door elkaar gebruikt. Feit is dat een klassiek vlakke grens homogeniteit van de structuur in twee richtingen veronderstelt. In dit geval worden het invalsvlak en de loodrechtheid van de spanningen ten opzichte daarvan bepaald. De verdeling van het elektromagnetische veld in twee niet-gerelateerde oplossingen is mogelijk in het meer algemene geval van een structuur die homogeen is in één richting. In dit geval is het handig om de loodrechtheid van de spanningen ten opzichte van de richting van homogeniteit te bepalen. Het uitbreiden van de laatste definitie naar het specifieke klassieke geval leidt tot het feit dat de spanning loodrecht op de homogeniteitsrichting in het invalsvlak verschijnt. Opgemerkt wordt dat in het geval van een metalen oppervlak alleen golven met een elektrische intensiteit loodrecht op de metaalgrens significant zijn. Het is ook handiger om dergelijke golven TE-golven te noemen. De termen TM en TE houden ook verband met de aanduiding van transversale modi in een laserholte of golfgeleider.

In de seismologie P-golf (uit de Engelse primaire golf) is een longitudinale golf die als eerste arriveert vanuit het epicentrum van de aardbeving. S-golf (van het Engelse secundaire - secundaire) - een transversale golf (schuifgolf), die een lagere voortplantingssnelheid heeft dan de longitudinale, en daarom later vanuit het epicentrum arriveert.

  • §2. Vliegtuig monochromatische golven
  • §3. Basiseigenschappen van em-golven
  • §4. Gedrag van em-golven op het grensvlak tussen twee media
  • §5. Lenzen
  • §8. Licht produceren met elliptische of circulaire polarisatie
  • §9. Dubbele breking. Methoden voor het produceren van lineair gepolariseerd licht
  • §10. De wet van Malus
  • §11. Mate van polarisatie van licht
  • §12. Doorgang van een lichtstraal door een systeem van N-polarisatoren met verliezen
  • §13. Constructie van golffronten van o- en e-golven en bepaling van de voortplantingsrichting van o- en e-stralen in uniaxiale kristallen volgens Huygens
  • §14. Golflengte en golfgetal tijdens de overgang van een golf van vacuüm naar medium
  • 14.1. Golflengte
  • 14.2. Golf nummer
  • §15. Faseverschuivende platen. Licht produceren met willekeurige polarisatie
  • §16. Kunstmatige anisotropie
  • §17. Optisch actieve stoffen
  • Hoofdstuk 3. Interferentie van golven §1. Basisconcepten. Methoden voor het produceren van coherente lichtbundels
  • §2. Kwantitatieve beschrijving van interferentie. Voorwaarden van minima en maxima
  • §4. Young's experiment (golffrontverdeling)
  • §6. Fresnel biprisma
  • §7. Interferentie van licht op dunne films
  • §8. Interferentie van licht op een dunne wig
  • §9. Interferentie van licht op een platte bolvormige wig (de ringen van Newton)
  • Hoofdstuk 4. Golfdiffractie §1. Huygens- en Huygens-Fresnel-principes
  • §2. Golfdiffractie. Soorten diffractie
  • §3. Fresnel-diffractie door een rond gat
  • §4. Fresnel-zones
  • §5. Fraunhofer-diffractie door een spleet
  • §6. Diffractierooster
  • Ik(φ) zondeφ
  • §7. Hoekige en lineaire spreiding. Oplossing
  • Hoofdstuk 5. Thermische straling §1. Definitie van thermische straling
  • §2. Absorptie en emissiviteit van het lichaam. Absoluut zwarte, witte en grijze lichamen
  • §3. Energiekarakteristieken van straling
  • §4. Relatie tussen rνT en rλT
  • §5. Stefan-Boltzmann en Wien-wetten
  • §6. De wet van Kirchhoff
  • §7. Formule van Planck. Bewijs dat de wetten van Stefan-Boltzmann en Wien er gebruik van maken
  • §8. Grijze lichaamsstraling
  • §9. Optische pyrometrie. Kleur, helderheid en stralingstemperaturen
  • Hoofdstuk 6. Elementen van de relativistische mechanica §1. Relativistische massa, momentum, energie
  • §2. Deeltjes zonder rustmassa - fotonen
  • §3. Einsteins postulaat over fotonen
  • §4. Golf- en corpusculaire eigenschappen van licht en microdeeltjes. Dualiteit van golven en deeltjes
  • §5. Extern en intern foto-effect
  • §6. Ervaren wetten van extern foto-elektrisch effect
  • §7. Einsteins foto-elektrische effecttheorie
  • §8. Lichte druk
  • §9. Rayleigh en Compton lichtverstrooiing
  • §10. Beschrijving van het Compton-effect
  • §11. Algoritme voor het oplossen van problemen met behulp van het Compton-effect
  • Hoofdstuk 7. Golfeigenschappen van microdeeltjes §1. De Broglie-hypothese. De Broglie-golfvergelijking
  • §2. Interpretatie van de golffunctie
  • §3. Heisenberg-onzekerheidsrelaties
  • §4. Experimentele bevestiging van de hypothese van De Broglie. Ervaring van Davison en Germer
  • Hoofdstuk 8. Schrödingervergelijking §1. Tijdsafhankelijke Schrödingervergelijking
  • §2. Stationaire Schrödingervergelijking
  • §3. Standaardvoorwaarden opgelegd aan de golffunctie
  • §4. Eigenwaarden en eigenfuncties van de Hamilton-operator. Kwantisering van de energie van microdeeltjes
  • §5. De betekenis van de golffunctie
  • §6. Het eenvoudigste probleem van de kwantummechanica: een deeltje in een potentiaalput met oneindig hoge wanden
  • §8. Licht produceren met elliptische of circulaire polarisatie

    Om deze bewering te bewijzen, beschouwen we de superpositie van twee golven met dezelfde frequentie, gepolariseerd in onderling loodrechte vlakken, wat equivalent is aan de ontbinding van een willekeurige monochromatische golf in twee onderling orthogonale componenten.

    Golfvergelijkingen

    Waar φ - faseverschuiving tussen golven.

    Vergelijkingen (1) zijn de vergelijking van een ellips in parametrische vorm. Om dit te verifiëren, laten we de tijdparameter uitsluiten van deze vergelijkingen T.

    Om dit te doen, schrijven we de vergelijkingen in het formulier

    Door vergelijkingen (2) en (4) te kwadrateren en de identiteit te gebruiken, verkrijgen we

    Van waar na transformaties

    Dit is de vergelijking van een ellips ingeschreven in een rechthoek met zijden 2 A X en 2 A j(zie foto)

    Bij φ =π /2 en A X =A j =A de ellips degenereert tot een cirkel, en wanneer φ =π M, Waar M= 0, 1, 2, … -in een recht segment:

    Elliptische polarisatie is dus een algemeen geval van polarisatie van een monochromatische golf, met als speciale gevallen de circulaire en lineaire polarisatie van golven.

    §9. Dubbele breking. Methoden voor het produceren van lineair gepolariseerd licht

    In de natuur zijn er isotrope en anisotrope kristallen (uniaxiaal en biaxiaal). In een isotroop kristal is de snelheid van de lichtgolf in alle richtingen hetzelfde. In een anisotroop uniaxiaal kristal ontstaan, zoals de ervaring leert, twee golven: normaal(o-golf) en uitzonderlijk(e-golf). Er ontstaan ​​twee buitengewone golven in biaxiale kristallen.

    In een uniaxiaal kristal de snelheid v O voortplanting van de o-golf is hetzelfde in verschillende richtingen, en de voortplantingssnelheid van de e-golf v e-verscheidene. Daarom is de voorkant van de o-golf bolvormig en de voorkant van de e-golf elliptisch. Afhankelijk van het type kristal is dit mogelijk v e >v O(negatief kristal) of v e >v O(positief kristal).

    Er is een richting in het kristal waarin de snelheden plaatsvinden v e En v O gewone en buitengewone golven zijn hetzelfde. Deze richting wordt genoemd optische as kristal. In de richting van de optische as raken de fronten van o- en e-golven (bol en ellipsoïde) elkaar. Elk vlak evenwijdig aan de optische as van het kristal wordt genoemd hoofdgedeelte kristal Als een lichtstraal wordt toegepast op de grens van een uniaxiaal kristal, worden er twee gebroken stralen gevormd op de grens: gewone (o-straal) en buitengewone (e-straal), overeenkomend met de o- en e-golven in de grens. het kristal. Dit fenomeen heet dubbele breking.

    Het blijkt dat o- en e-stralen lineair gepolariseerd. Bovendien is de o-straal gepolariseerd in een vlak loodrecht op het vlak van de hoofdsectie van het kristal, en is de e-straal evenwijdig aan de hoofdsectie (zie figuur). maar de e-ray niet. Als een lichtstraal op een uniaxiaal kristal valt dat loodrecht op de grens ervan staat, wordt de resulterende o-straal dus niet gebroken, maar wordt de e-straal gebroken. Als er een sluiter in het pad van de o- of e-straal aan de uitgang van het kristal wordt geplaatst, blijft er een lineair gepolariseerde o- of e-straal aan de uitgang achter.

    Als een kristal zo wordt gesneden dat de optische as evenwijdig is aan de kristalgrens en een lichtstraal loodrecht op de grens op het kristal valt, worden de in het kristal gevormde o- en e-stralen niet gebroken. In dit geval zullen twee golven zich in één richting in het kristal voortplanten, loodrecht op de optische as, gepolariseerd in twee onderling loodrechte vlakken.

    De voortplantingssnelheid van deze golven v O En v e zijn verschillend. Daarom zullen deze golven, wanneer ze door het kristal gaan, ten opzichte van elkaar verschuiven en zal er een bepaald faseverschil tussen hen ontstaan φ , afhankelijk van de dikte van het kristal. Zoals is aangetoond geeft de optelling van twee golven met dezelfde frequentie, gepolariseerd in twee onderling loodrechte vlakken, in het algemeen een elliptisch gepolariseerde golf met dezelfde frequentie.

    In het bijzonder kan aan de uitgang van het kristal een circulair of lineair gepolariseerde golf worden verkregen. Deze kwestie zal in detail worden besproken na bestudering van de interferentie en diffractie van golven.

    Er zijn uniaxiale kristallen die trillingen absorberen loodrecht op de optische as van het kristal, d.w.z. gewone golven absorberen. Dergelijke kristallen worden polaroids genoemd (bijvoorbeeld Nicole[Nicolaas-prisma]). De output van de polaroid zal altijd lineair gepolariseerd licht zijn in een vlak evenwijdig aan de optische as van het kristal.

    Wat is circulaire polarisatie?

    Circulaire polarisatie is de rotatie van de zwarte vector E-elektrische veldsterkte met een frequentie van 4.000.000.000 omwentelingen per seconde (voor de C-band).

    Vector E van circulaire polarisatie kan worden weergegeven als twee orthogonale vectoren, H en V, waarvan de grootte voortdurend verandert naarmate de zwarte vector roteert. Uit de figuur blijkt dat als we een van de orthogonale vectoren nemen in plaats van een roterende vector, de signaalsterkte half zo groot zal zijn. Als een lineaire omzetter een signaal met circulaire polarisatie ontvangt, zal het verlies dus 3 dB bedragen. Om het volledige signaal te ontvangen, is het daarom noodzakelijk om de circulaire polarisatie om te zetten in lineair, hiervoor wordt een depolarisator gebruikt. Een diëlektricum kan als depolarisator worden gebruikt.

    Als de diëlektrische polarisator zich onder een hoek van 45 graden bevindt, worden de vectoren H en V aan de uitgang van de depolarisator in één fase opgeteld vanwege de vertraging en versnelling van de componenten H en V in het diëlektricum. De grootte van vector E is dus tweemaal zo groot als die van vectoren V en H. Afhankelijk van de hoek van de diëlektrische polarisator ten opzichte van de convertorelektrode zal een circulaire polarisatie van rechts- of linksrotatie worden aangenomen. Omdat Een diëlektricum dat loodrecht of in de lengterichting op de H- en V-vectoren staat, heeft geen invloed op deze vectoren. Met behulp van een mechanische of magnetische polarisator is het mogelijk een omzetter te maken die alle soorten polarisatie accepteert. Zo'n converter zal werken op een satellietantenne die vast op één satelliet is gericht, wat in de regel geen zin heeft, of op een antenne met een polaire ophanging. De convertergolfgeleider op een polaire ophangantenne roteert afhankelijk van de richting van de antenne, en de rotatiehoek van de converter wordt bepaald door het mechanische ontwerp van de antenne. Als u nu circulaire polarisatie wilt accepteren, moet u de polarisatorelektrode onder een hoek van 45 graden installeren. ten opzichte van het diëlektricum, en bij lineaire polarisatie, dan evenwijdig aan of loodrecht op het diëlektricum.

    Bij deze opstelling van de elektrode zal een circulaire polarisatie worden aangenomen.

    Hellasza

    Hoek: 39 Oost

    Band: Ku

    Frequentie: 11630 MHz

    Polarisatie: horizontaal

    Symboolsnelheid: 20.500 Msps

    NSS 6

    Hoek: 95 Oost

    Band: Ku

    Frequentie: 11017 MHz

    Polarisatie: verticaal

    Symboolsnelheid: 10.500 Msps

    Express AM1 SMAL

    Hoek: 40 Oost

    Band: Ku

    Frequentie: 11656,75 MHz

    Polarisatie: verticaal

    Symboolsnelheid: 20,802 Msps

    Express AM22

    Hoek: 53 Oost

    Band: Ku

    Frequentie: 10974,4 MHz

    Polarisatie: verticaal

    Symboolsnelheid: 32,223 Msps

    NSS 6

    Hoek: 95 Oost

    Band: Ku

    Frequentie: 11017,4 MHz

    Polarisatie: verticaal

    Symboolsnelheid: 10.500 Msps

    ABS1

    Hoek: 75 Oost

    Band: Ku

    Frequentie: 12609 MHz

    Polarisatie: verticaal

    Symboolsnelheid: 22.000 Msps

    Hellasza2

    Hoek: 39 Oost

    Band: Ku

    Frequentie: 11512 MHz

    Polarisatie: horizontaal

    Symboolsnelheid: 30.000 Msps

    Eutelsat W6

    Hoek: 21,5 Oost

    Band: Ku

    Frequentie: 11435 MHz

    Polarisatie: horizontaal

    Symboolsnelheid: 28,782 Msps

    Telstar 12

    Hoek: 15 W

    Band: Ku

    Frequentie: 11000 MHz

    Polarisatie: verticaal

    Symboolsnelheid: 6,336 Msps

    Yamal 200 90E

    Antennes kunnen worden onderverdeeld in categorieën op basis van het type polarisatie: lineair of circulair. In dit artikel gaan we dieper in op de verschillen tussen deze vormen van polarisatie.

    Dit is een vertaling van Oscar's artikel, origineel: Circular or Linear Polarized Antenna For FPV

    Soorten polarisatie

    Polarisatie bepaalt het uiterlijk van golven in de ruimte. Deze term wordt heel vaak gebruikt bij het bespreken van FPV-apparatuur.

    Lineaire polarisatie

    In dit geval oscilleert het signaal horizontaal of verticaal, maar slechts in één vlak.

    De meeste eenvoudige antennes zorgen voor lineaire polarisatie van het signaal: bijvoorbeeld standaarddipolen (compleet met videozenders en -ontvangers), of zelfs wifi voor thuis.

    Voor- en nadelen van lineaire polarisatie

    Antennes met lineaire polarisatie zijn zeer wijdverspreid vanwege hun eenvoud van ontwerp, dat in zijn meest primitieve vorm slechts een stuk draad is. Deze antennes zijn klein van formaat, laag in prijs en gemakkelijk te repareren en te monteren.

    Over het algemeen is lineaire polarisatie geweldig voor lange afstanden, omdat... alle energie zal geconcentreerd zijn in één vlak. Dit voordeel komt niet altijd tot uiting als gevolg van de multipath-voortplanting van het signaal (meerdere reflecties van het signaal), maar we zullen dit later bespreken.

    Om het maximale signaalniveau te verkrijgen, moeten de ontvanger- en zenderantennes parallel worden geplaatst (voor maximale stralingsoverlapping).

    In het meest extreme geval, wanneer de ontvangstantenne en de zendantenne zich in een hoek van 90 graden ten opzichte van elkaar bevinden, krijgen we het laagste signaalniveau. Het resultaat is een signaalverlies van 30 dB, dit is kruispolarisatie.

    Onze helikopters bewegen voortdurend in de lucht, dus het is onmogelijk om de antennes parallel aan elkaar te houden, daarom zal de ontvangst van het FPV-signaal niet stabiel zijn.

    Circulaire polarisatie

    Bij circulaire polarisatie plant het signaal zich voort in beide vlakken (verticaal en horizontaal) met een faseverschuiving van 90 graden, wat kan worden voorgesteld als een kurkentrekker.

    Laten we eens kijken naar de meest gebruikte FPV-antennes.

    Het klavertje vier (Skew-Planar Wheel antenne) is een circulair gepolariseerde antenne met uitstekende weerstand tegen gereflecteerde signalen. Het wordt meestal gebruikt waar aerodynamische weerstand niet kritisch is. In de regel is dit een antenne op de ontvanger, maar deze kan ook op de zender worden geïnstalleerd.

    De Cloverleaf-antenne - meestal gebruikt op zenders. Kan worden gecombineerd met een klavertje vier om het ontvangstbereik te vergroten en de signaalkwaliteit te verbeteren.

    Voor- en nadelen van circulaire polarisatie

    Een circulair gepolariseerd signaal bereikt altijd de antenne, d.w.z. ongeacht de hoek tussen de antenne op de quad en de ontvanger. Dit is de reden waarom circulair gepolariseerde antennes de standaard zijn voor FPV.

    Een ander voordeel van circulair gepolariseerde antennes is de mogelijkheid om het gereflecteerde signaal af te snijden.

    Multipath-signaalvoortplanting is een van de belangrijkste redenen voor slechte videokwaliteit (kleurveranderingen, interferentie, vervormde beelden, nevenbeelden, enz.). Dit gebeurt wanneer een signaal door objecten wordt gereflecteerd en met een andere fase arriveert, terwijl het zich vermengt met het hoofdsignaal.

    Circulaire polarisatie kan linkshandig (LHCP) of rechtshandig (RHCP) zijn. De zender en ontvanger moeten antennes hebben met dezelfde richting, anders ontstaat er een zeer sterk signaalverlies.

    Circulaire polarisatie is goed in het beschermen tegen teruggereflecteerde signalen, omdat wanneer het signaal door een object wordt gereflecteerd, de richting van de polarisatie verandert. Die. De LHCP-antenne onderbreekt het RHCP-signaal en omgekeerd (kruispolarisatie).

    Wanneer gebruik je circulaire polarisatie?

    • Wanneer u in de buurt van grote objecten vliegt, zoals bomen, gebouwen, parken en stadions
    • Acrobatische vluchten waarbij de positie van de helikopter voortdurend verandert
    • Vliegen op lage hoogte (dicht bij andere objecten)

    Wanneer lineaire polarisatie gebruiken?

    • Bij het vliegen over lange afstanden in zichtlijn, zonder grote obstakels
    • Rechte vluchten, geen salto's of rollen
    • Wanneer het gewicht, de grootte en de sterkte van de antenne op de eerste plaats komen

    Geschiedenis van veranderingen

    • Oktober 2013 - eerste versie geschreven
    • Mei 2017 — artikel bijgewerkt