Úvaha kolem polarizační roviny UHF antény - pásmo 70 cm

Při příjmu signálů EME se na VHF a UHF pásmu často používají lineárně polarizované antény. U komunikačního spoje, navrženého pro práci s lineárně polarizovanou vlnou, dojde k degradaci jeho účinnosti vlivem neshodné polarizační roviny přijímací antény a přijímané vlny. Příčinu popsal např. Matěj, ok1teh velice podrobně a v českém jazyce zde: http://www.ok2kkw.com/00003016/emec/jak%20zlepsit%20prijem%20na%202m%20eme%20-%20dil%203.rtf

Stručně shrnuto, příčinou je tzv. Faradayův jev (Faradayova rotace) a Prostorová rotace. Tématem článku nejsou příčiny (byly dostatečně popsány v původním materiálu), ale důsledky, respektive jejich kvantifikace a grafické znázornění, abychom viděli, kolik dB taková degradace signálu vlivem rozdílnosti polarizačních rovin přijímané vlny a antény dělá.

Polarizační rovina antény yagi

Vulgárně řečeno, anténa yagi je polarizovaná horizontálně, pokud její prvky leží ve vodorovné rovině. Nebo je polarizovaná vertikálně, pokud její prvky leží ve svislé rovině. Pokud neleží prvky ani ve vodorovné, ani ve svislé rovině, provádíme výpočet far field pattern vyzařovacího diagramu pro rovinu V i rovinu H samostatně. SW nám zpravidla zobrazí takovou polarizaci (V nebo H), která převládá.

Příklad - polarizační rovina byla stočena od vertikální roviny o 15°. Převládá tedy vyzařování vertikálně polarizovanou vlnou (červená čára diagramu), ale anténa vyzařuje také v horizontální rovině (modrá čára). Všimněte si, že pootočení roviny antény o 15° způsobí, že anténa v H rovině (modrá čára) má podobný vyzařovací diagram (tvar). Zisk je ve směru hlavního paprsku asi o 12 dB menší, poměr F/B zůstává přibližně zachován:

Účelem článku je ukázat, kolik dB ztratíme, při různých rozdílech u úhlů polarizačních rovin. Pro příjem použijeme horizontální polarizaci antény a budeme předpokládat, že polarizační rovina přijímané vlny je stočená o určitý úhel. V diagramech je znázorněné stočení o 0°, 22°, 45°, 75° a 90°.

Shrnutí

Je poměrně prosté. Při malých rozdílech v polarizační rovině (např. do 25° ztratíme na zisku cca -1 dB. Při 45° to jsou -3 dB, při 75° je to -12 dB (fialová čára a to už je opravdu hodně). Při stočení o celých 90° je vložený útlum vlivem polarizace na své teoretické hodnotě. V praxi nic není ideální a lze očekávat, že dodatečný útlum bude větší než -25 dB, klidně však i 40 dB. Řešení optimalizované small station se dvěma anténami podle K1JT umožňuje přepínat mezi vertikální a horizontální polarizací.

Poznámka: Všimněte si na straně 5 dokumentu od K1JT teoretického (vypočteného) a praktického (měřeného) vyzařovacího diagramu. V projektu byly použité výborné antény podle G0KSC (15-LFA). Měřený diagram je pravděpodobně ovlivněn montáží napáječů. Ale o tom pojednává tato moje hypotéza.