Поляризация электромагнитных волн, включая радиоволны, оказывает значительное влияние на работу систем, которые их используют.
Поляризация электромагнитных волн часто оказывает существенное влияние на то, как электромагнитная волна движется или распространяется. Поляризацию света можно легко продемонстрировать с помощью пары поляризованных солнцезащитных очков — солнцезащитные очки отсекают отраженный свет, который, как правило, имеет более одну поляризацию, и это уменьшает блики. Точно так же это важно для радиоволн, где поляризация может быть очень значительной. Выбор правильной поляризации является важным фактором во многих системах радиосвязи, и согласование поляризации приемной антенны с поляризацией входящего сигнала может обеспечить прием оптимального уровня сигнала. Эти и некоторые другие аспекты поляризации радиоволн могут оказать существенное влияние на многие системы радиосвязи всех типов, от ВЧ ионосферной связи до местного вещания, мобильной двусторонней радиосвязи УКВ/УВЧ, беспроводных локальных сетей Wi-Fi, мобильных телефонов и многого другого. .
Что такое поляризация
Поляризация электромагнитной волны указывает плоскость, в которой она колеблется. Поскольку электромагнитные волны состоят из электрического и магнитного полей, колеблющихся под прямым углом друг к другу, необходимо принять соглашение для определения поляризации сигнала. Для этого используется плоскость электрического поля. Вертикальная и горизонтальная поляризации являются наиболее простыми формами, и они попадают в категорию, известную как линейная поляризация. Здесь можно представить себе волну, колеблющуюся в одной плоскости, то есть вверх и вниз или из стороны в сторону. Эта форма поляризации является наиболее часто используемой и наиболее простой. Однако это не единственная форма, поскольку можно генерировать сигналы с круговой поляризацией. Круговую поляризацию можно визуализировать, представив сигнал, распространяющийся от вращающейся антенны. Видно, что кончик вектора электрического поля очерчивает спираль или штопор, удаляясь от антенны. Круговая поляризация может быть правой или левой, в зависимости от направления вращения, если смотреть со стороны передающей антенны. Также возможно получить эллиптическую поляризацию. Это происходит, когда имеется комбинация как линейной, так и круговой поляризации. Опять же, это можно визуализировать, представив кончик электрического поля, очерчивающий штопор эллиптической формы.
Важность для распространения
Для многих наземных применений обнаружено, что после передачи сигнала его поляризация в целом остается неизменной. Однако отражения от объектов на пути могут изменить поляризацию. Поскольку принятый сигнал представляет собой сумму прямого сигнала и ряда отраженных сигналов, общая поляризация сигнала может немного измениться, хотя обычно она остается в целом неизменной. Когда происходят отражения от ионосферы, могут происходить более значительные изменения. В некоторых приложениях существуют различия в производительности между горизонтальной и вертикальной поляризацией. Например, средневолновые радиовещательные станции обычно используют вертикальную поляризацию, потому что распространение земных волн над землей значительно лучше при использовании вертикальной поляризации, тогда как горизонтальная поляризация показывает незначительное улучшение для связи на большие расстояния с использованием ионосферы. Круговая поляризация иногда используется для спутниковой связи, так как есть некоторые преимущества с точки зрения распространения и преодоления замирания, вызванного изменением ориентации спутника.