الیکٹرانک انجینئر جانتے ہیں کہ انٹینا میکسویل کی مساوات کے ذریعہ بیان کردہ برقی مقناطیسی (EM) توانائی کی لہروں کی شکل میں سگنل بھیجتے اور وصول کرتے ہیں۔ جیسا کہ بہت سے عنوانات کے ساتھ، ان مساواتوں، اور پھیلاؤ، برقی مقناطیسیت کی خصوصیات کا مختلف سطحوں پر مطالعہ کیا جا سکتا ہے، نسبتاً قابلیت سے لے کر پیچیدہ مساوات تک۔
برقی مقناطیسی توانائی کے پھیلاؤ کے بہت سے پہلو ہیں، جن میں سے ایک پولرائزیشن ہے، جس میں ایپلی کیشنز اور ان کے اینٹینا ڈیزائن میں مختلف درجے کے اثرات یا تشویش ہو سکتی ہے۔ پولرائزیشن کے بنیادی اصول تمام برقی مقناطیسی تابکاری پر لاگو ہوتے ہیں، بشمول RF/وائرلیس، آپٹیکل انرجی، اور اکثر آپٹیکل ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں۔
اینٹینا پولرائزیشن کیا ہے؟
پولرائزیشن کو سمجھنے سے پہلے، ہمیں سب سے پہلے برقی مقناطیسی لہروں کے بنیادی اصولوں کو سمجھنا چاہیے۔ یہ لہریں الیکٹرک فیلڈز (ای فیلڈز) اور میگنیٹک فیلڈز (ایچ فیلڈز) پر مشتمل ہیں اور ایک ہی سمت میں حرکت کرتی ہیں۔ E اور H فیلڈز ایک دوسرے کے لیے اور ہوائی جہاز کی لہر کے پھیلاؤ کی سمت کے لیے کھڑے ہیں۔
پولرائزیشن سے مراد سگنل ٹرانسمیٹر کے نقطہ نظر سے ای-فیلڈ ہوائی جہاز ہے: افقی پولرائزیشن کے لیے، برقی میدان افقی جہاز میں ایک طرف حرکت کرے گا، جبکہ عمودی پولرائزیشن کے لیے، برقی میدان عمودی جہاز میں اوپر اور نیچے کی طرف جائے گا۔( شکل 1)۔
شکل 1: برقی مقناطیسی توانائی کی لہریں باہمی طور پر کھڑی E اور H فیلڈ کے اجزاء پر مشتمل ہوتی ہیں۔
لکیری پولرائزیشن اور سرکلر پولرائزیشن
پولرائزیشن کے طریقوں میں درج ذیل شامل ہیں:
بنیادی لکیری پولرائزیشن میں، دو ممکنہ پولرائزیشن ایک دوسرے کے لیے آرتھوگونل (کھڑے) ہیں (شکل 2)۔ نظریہ میں، افقی طور پر پولرائزڈ وصول کرنے والا اینٹینا عمودی طور پر پولرائزڈ اینٹینا سے سگنل "دیکھ" نہیں پائے گا اور اس کے برعکس، چاہے دونوں ایک ہی فریکوئنسی پر کام کریں۔ وہ جتنی بہتر طور پر منسلک ہوتے ہیں، اتنا ہی زیادہ سگنل پکڑا جاتا ہے، اور جب پولرائزیشن میچ ہوتی ہے تو توانائی کی منتقلی زیادہ سے زیادہ ہوتی ہے۔
شکل 2: لکیری پولرائزیشن ایک دوسرے کو صحیح زاویوں پر پولرائزیشن کے دو اختیارات فراہم کرتی ہے۔
اینٹینا کا ترچھا پولرائزیشن لکیری پولرائزیشن کی ایک قسم ہے۔ بنیادی افقی اور عمودی پولرائزیشن کی طرح، یہ پولرائزیشن صرف زمینی ماحول میں معنی رکھتی ہے۔ ترچھا پولرائزیشن افقی حوالہ جہاز کے ±45 ڈگری کے زاویہ پر ہے۔ اگرچہ یہ واقعی لکیری پولرائزیشن کی ایک اور شکل ہے، لیکن اصطلاح "لکیری" عام طور پر صرف افقی یا عمودی پولرائزڈ انٹینا سے مراد ہے۔
کچھ نقصانات کے باوجود، ترچھی اینٹینا کے ذریعے بھیجے گئے (یا موصول ہونے والے) سگنلز صرف افقی یا عمودی طور پر پولرائزڈ انٹینا کے ساتھ ممکن ہیں۔ ترچھے طور پر پولرائزڈ اینٹینا اس وقت کارآمد ہوتے ہیں جب ایک یا دونوں اینٹینا کا پولرائزیشن نامعلوم ہو یا استعمال کے دوران تبدیل ہو۔
سرکلر پولرائزیشن (CP) لکیری پولرائزیشن سے زیادہ پیچیدہ ہے۔ اس موڈ میں، پولرائزیشن جس کی نمائندگی E فیلڈ ویکٹر کرتا ہے سگنل کے پھیلنے کے ساتھ ہی گھومتا ہے۔ جب دائیں طرف گھمایا جاتا ہے (ٹرانسمیٹر سے باہر دیکھتے ہوئے)، سرکلر پولرائزیشن کو رائٹ ہینڈڈ سرکلر پولرائزیشن (RHCP) کہا جاتا ہے۔ جب بائیں طرف گھمایا جائے تو بائیں ہاتھ کا سرکلر پولرائزیشن (LHCP) (شکل 3)
شکل 3: سرکلر پولرائزیشن میں، برقی مقناطیسی لہر کا ای فیلڈ ویکٹر گھومتا ہے۔ یہ گردش دائیں ہاتھ یا بائیں ہاتھ ہوسکتی ہے۔
ایک CP سگنل دو آرتھوگونل لہروں پر مشتمل ہوتا ہے جو مرحلے سے باہر ہوتی ہیں۔ CP سگنل پیدا کرنے کے لیے تین شرائط درکار ہیں۔ ای فیلڈ دو آرتھوگونل اجزاء پر مشتمل ہونا چاہیے؛ دو اجزاء فیز سے باہر 90 ڈگری اور طول و عرض میں برابر ہونے چاہئیں۔ CP پیدا کرنے کا ایک آسان طریقہ ہیلیکل اینٹینا استعمال کرنا ہے۔
بیضوی پولرائزیشن (EP) CP کی ایک قسم ہے۔ بیضوی طور پر پولرائزڈ لہریں سی پی لہروں کی طرح دو لکیری پولرائزڈ لہروں سے پیدا ہونے والا فائدہ ہے۔ جب غیر مساوی طول و عرض کے ساتھ دو باہمی طور پر کھڑے لکیری طور پر پولرائزڈ لہروں کو ملایا جاتا ہے تو، ایک بیضوی طور پر پولرائزڈ لہر پیدا ہوتی ہے۔
انٹینا کے درمیان پولرائزیشن کی مماثلت پولرائزیشن نقصان کے عنصر (PLF) کے ذریعہ بیان کی گئی ہے۔ یہ پیرامیٹر ڈیسیبلز (dB) میں ظاہر ہوتا ہے اور ٹرانسمیشن اور وصول کرنے والے اینٹینا کے درمیان پولرائزیشن زاویہ میں فرق کا ایک فنکشن ہے۔ نظریاتی طور پر، PLF مکمل طور پر منسلک اینٹینا کے لیے 0 dB (کوئی نقصان نہیں) سے لے کر بالکل آرتھوگونل اینٹینا کے لیے لامحدود ڈی بی (لامحدود نقصان) تک ہو سکتا ہے۔
تاہم، حقیقت میں، پولرائزیشن کی سیدھ (یا غلط ترتیب) کامل نہیں ہے کیونکہ اینٹینا کی مکینیکل پوزیشن، صارف کا رویہ، چینل کی مسخ، ملٹی پاتھ ریفلیکشنز، اور دیگر مظاہر منتقلی برقی مقناطیسی میدان کے کچھ زاویہ بگاڑ کا سبب بن سکتے ہیں۔ ابتدائی طور پر، آرتھوگونل پولرائزیشن سے 10 - 30 dB یا اس سے زیادہ سگنل کراس پولرائزیشن "لیکیج" ہوں گے، جو کچھ صورتوں میں مطلوبہ سگنل کی بحالی میں مداخلت کرنے کے لیے کافی ہو سکتے ہیں۔
اس کے برعکس، مثالی پولرائزیشن کے ساتھ دو منسلک انٹینا کے لیے اصل PLF حالات کے لحاظ سے 10 dB، 20 dB، یا اس سے زیادہ ہو سکتا ہے، اور سگنل کی بحالی میں رکاوٹ بن سکتا ہے۔ دوسرے الفاظ میں، غیر ارادی کراس پولرائزیشن اور پی ایل ایف مطلوبہ سگنل میں مداخلت کرکے یا مطلوبہ سگنل کی طاقت کو کم کرکے دونوں طریقوں سے کام کر سکتے ہیں۔
پولرائزیشن کی پرواہ کیوں؟
پولرائزیشن دو طریقوں سے کام کرتی ہے: دو اینٹینا جتنے زیادہ سیدھ میں ہوں گے اور ایک جیسے پولرائزیشن ہوں گے، موصول ہونے والے سگنل کی طاقت اتنی ہی بہتر ہوگی۔ اس کے برعکس، ناقص پولرائزیشن سیدھ وصول کنندگان کے لیے، یا تو مطلوبہ یا غیر مطمئن، دلچسپی کے اشارے کو حاصل کرنا زیادہ مشکل بنا دیتا ہے۔ بہت سے معاملات میں، "چینل" منتقلی پولرائزیشن کو بگاڑ دیتا ہے، یا ایک یا دونوں اینٹینا ایک مقررہ جامد سمت میں نہیں ہوتے ہیں۔
پولرائزیشن کو استعمال کرنے کا انتخاب عام طور پر تنصیب یا ماحولیاتی حالات سے طے ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، افقی طور پر پولرائزڈ اینٹینا بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرے گا اور چھت کے قریب نصب ہونے پر اس کی پولرائزیشن کو برقرار رکھے گا۔ اس کے برعکس، عمودی طور پر پولرائزڈ اینٹینا بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرے گا اور اس کی پولرائزیشن کی کارکردگی کو برقرار رکھے گا جب ایک طرف کی دیوار کے قریب نصب کیا جائے گا۔
وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا ڈوپول اینٹینا (سادہ یا فولڈ) اس کے "عام" بڑھتے ہوئے واقفیت (شکل 4) میں افقی طور پر پولرائز ہوتا ہے اور ضرورت پڑنے پر عمودی پولرائزیشن کو فرض کرنے یا ترجیحی پولرائزیشن موڈ کو سپورٹ کرنے کے لیے اکثر 90 ڈگری گھمایا جاتا ہے (شکل 5)۔
شکل 4: ایک ڈوپول اینٹینا عام طور پر افقی پولرائزیشن فراہم کرنے کے لیے اس کے مستول پر افقی طور پر نصب کیا جاتا ہے۔
شکل 5: عمودی پولرائزیشن کی ضرورت والی ایپلی کیشنز کے لیے، ڈوپول اینٹینا کو اس کے مطابق نصب کیا جا سکتا ہے جہاں اینٹینا پکڑتا ہے۔
عمودی پولرائزیشن کو عام طور پر ہینڈ ہیلڈ موبائل ریڈیوز کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، جیسا کہ پہلے جواب دہندگان کے ذریعے استعمال کیا جاتا ہے، کیونکہ بہت سے عمودی طور پر پولرائزڈ ریڈیو اینٹینا ڈیزائن بھی ایک ہمہ جہتی تابکاری کا نمونہ فراہم کرتے ہیں۔ لہذا، ایسے اینٹینا کو دوبارہ ترتیب دینے کی ضرورت نہیں ہے چاہے ریڈیو اور اینٹینا کی سمت بدل جائے۔
3 - 30 میگاہرٹز ہائی فریکوئنسی (HF) فریکوئنسی اینٹینا عام طور پر اس طرح بنائے جاتے ہیں جیسے سادہ لمبی تاریں بریکٹ کے درمیان افقی طور پر جڑی ہوتی ہیں۔ اس کی لمبائی طول موج (10 - 100 میٹر) سے طے ہوتی ہے۔ اس قسم کا اینٹینا قدرتی طور پر افقی طور پر پولرائزڈ ہوتا ہے۔
یہ بات قابل غور ہے کہ اس بینڈ کو "ہائی فریکوئنسی" کے طور پر حوالہ دینا دہائیوں پہلے شروع ہوا، جب 30 میگاہرٹز واقعی ہائی فریکوئنسی تھی۔ اگرچہ یہ تفصیل اب پرانی معلوم ہوتی ہے، لیکن یہ بین الاقوامی ٹیلی کمیونیکیشن یونین کی طرف سے ایک سرکاری عہدہ ہے اور اب بھی وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔
ترجیحی پولرائزیشن کا تعین دو طریقوں سے کیا جا سکتا ہے: یا تو 300 kHz - 3 MHz میڈیم ویو (MW) بینڈ کا استعمال کرتے ہوئے براڈکاسٹ آلات کے ذریعے مضبوط شارٹ رینج سگنلنگ کے لیے زمینی لہروں کا استعمال، یا ionosphere Link کے ذریعے طویل فاصلے کے لیے آسمانی لہروں کا استعمال۔ عام طور پر، عمودی طور پر پولرائزڈ انٹینا بہتر زمینی لہر کے پھیلاؤ کے حامل ہوتے ہیں، جبکہ افقی طور پر پولرائزڈ انٹینا میں آسمانی لہر کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔
سرکلر پولرائزیشن کا وسیع پیمانے پر سیٹلائٹ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ زمینی اسٹیشنوں اور دیگر سیٹلائٹس کے مقابلے سیٹلائٹ کی واقفیت مسلسل تبدیل ہوتی رہتی ہے۔ ٹرانسمیٹ اور وصول کرنے والے اینٹینا کے درمیان کارکردگی اس وقت سب سے زیادہ ہوتی ہے جب دونوں سرکلر پولرائز ہوتے ہیں، لیکن لکیری پولرائزڈ انٹینا CP اینٹینا کے ساتھ استعمال کیے جا سکتے ہیں، حالانکہ پولرائزیشن نقصان کا عنصر موجود ہے۔
پولرائزیشن 5G سسٹمز کے لیے بھی اہم ہے۔ کچھ 5G ملٹیپل ان پٹ/ملٹیپل آؤٹ پٹ (MIMO) اینٹینا اری دستیاب سپیکٹرم کو زیادہ موثر طریقے سے استعمال کرنے کے لیے پولرائزیشن کا استعمال کرتے ہوئے بڑھتے ہوئے تھرو پٹ کو حاصل کرتے ہیں۔ یہ مختلف سگنل پولرائزیشن اور اینٹینا (خلائی تنوع) کے مقامی ملٹی پلیکسنگ کے امتزاج کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جاتا ہے۔
یہ نظام دو ڈیٹا اسٹریمز کو منتقل کر سکتا ہے کیونکہ ڈیٹا اسٹریمز آزاد آرتھوگونلی پولرائزڈ اینٹینا کے ذریعے جڑے ہوئے ہیں اور آزادانہ طور پر بازیافت کیے جا سکتے ہیں۔ یہاں تک کہ اگر راستے اور چینل کی مسخ، عکاسی، ملٹی پاتھ، اور دیگر خامیوں کی وجہ سے کچھ کراس پولرائزیشن موجود ہے، وصول کنندہ ہر اصل سگنل کو بازیافت کرنے کے لیے جدید ترین الگورتھم استعمال کرتا ہے، جس کے نتیجے میں کم بٹ ایرر ریٹ (BER) اور بالآخر بہتر اسپیکٹرم یوٹیلائزیشن ہوتا ہے۔
آخر میں
پولرائزیشن ایک اہم اینٹینا پراپرٹی ہے جسے اکثر نظر انداز کیا جاتا ہے۔ لکیری (بشمول افقی اور عمودی) پولرائزیشن، ترچھا پولرائزیشن، سرکلر پولرائزیشن اور بیضوی پولرائزیشن کو مختلف ایپلی کیشنز کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ ایک اینٹینا جس حد سے آخر تک RF کارکردگی کو حاصل کر سکتا ہے اس کا انحصار اس کی نسبتی واقفیت اور سیدھ پر ہوتا ہے۔ معیاری اینٹینا میں مختلف پولرائزیشن ہوتے ہیں اور یہ سپیکٹرم کے مختلف حصوں کے لیے موزوں ہوتے ہیں، جو ہدف کے اطلاق کے لیے ترجیحی پولرائزیشن فراہم کرتے ہیں۔
تجویز کردہ مصنوعات:
RM-ڈی پی ایچ اے 2030-15 | ||
پیرامیٹرز | عام | یونٹس |
تعدد کی حد | 20-30 | گیگا ہرٹز |
حاصل کرنا | 15 قسم۔ | dBi |
وی ایس ڈبلیو آر | 1.3 قسم | |
پولرائزیشن | دوہری لکیری | |
کراس پول۔ علیحدگی | 60 قسم | dB |
پورٹ آئسولیشن | 70 قسم۔ | dB |
کنیکٹر | ایس ایم اے-Female | |
مواد | Al | |
ختم کرنا | پینٹ | |
سائز(L*W*H) | 83.9*39.6*69.4(±5) | mm |
وزن | 0.074 | kg |
RM-بی ڈی ایچ اے 118-10 | ||
آئٹم | تفصیلات | یونٹ |
تعدد کی حد | 1-18 | گیگا ہرٹز |
حاصل کرنا | 10 قسم۔ | dBi |
وی ایس ڈبلیو آر | 1.5 قسم | |
پولرائزیشن | لکیری | |
کراس پو علیحدگی | 30 قسم۔ | dB |
کنیکٹر | SMA-خواتین | |
ختم کرنا | Pنہیں | |
مواد | Al | |
سائز(L*W*H) | 182.4*185.1*116.6(±5) | mm |
وزن | 0.603 | kg |
RM-CDPHA218-15 | ||
پیرامیٹرز | عام | یونٹس |
تعدد کی حد | 2-18 | گیگا ہرٹز |
حاصل کرنا | 15 قسم۔ | dBi |
وی ایس ڈبلیو آر | 1.5 قسم |
|
پولرائزیشن | دوہری لکیری |
|
کراس پول۔ علیحدگی | 40 | dB |
پورٹ آئسولیشن | 40 | dB |
کنیکٹر | SMA-F |
|
سطح کا علاج | Pنہیں |
|
سائز(L*W*H) | 276*147*147(±5) | mm |
وزن | 0.945 | kg |
مواد | Al |
|
آپریٹنگ درجہ حرارت | -40-+85 | °C |
RM-BDPHA9395-22 | ||
پیرامیٹرز | عام | یونٹس |
تعدد کی حد | 93-95 | گیگا ہرٹز |
حاصل کرنا | 22 قسم۔ | dBi |
وی ایس ڈبلیو آر | 1.3 قسم |
|
پولرائزیشن | دوہری لکیری |
|
کراس پول۔ علیحدگی | 60 قسم | dB |
پورٹ آئسولیشن | 67 قسم۔ | dB |
کنیکٹر | ڈبلیو آر 10 |
|
مواد | Cu |
|
ختم کرنا | سنہری |
|
سائز(L*W*H) | 69.3*19.1*21.2 (±5) | mm |
وزن | 0.015 | kg |
پوسٹ ٹائم: اپریل 11-2024