پولرائزیشن اینٹینا کی بنیادی خصوصیات میں سے ایک ہے۔ ہمیں پہلے جہاز کی لہروں کے پولرائزیشن کو سمجھنے کی ضرورت ہے۔ اس کے بعد ہم اینٹینا پولرائزیشن کی اہم اقسام پر تبادلہ خیال کر سکتے ہیں۔
لکیری پولرائزیشن
ہم ہوائی جہاز کی برقی مقناطیسی لہر کے پولرائزیشن کو سمجھنا شروع کر دیں گے۔
ایک پلانر برقی مقناطیسی (EM) لہر کی کئی خصوصیات ہوتی ہیں۔ پہلا یہ کہ طاقت ایک سمت میں سفر کرتی ہے (دو آرتھوگونل سمتوں میں کوئی فیلڈ تبدیل نہیں ہوتی)۔ دوسرا، برقی میدان اور مقناطیسی میدان ایک دوسرے کے لیے کھڑے ہیں اور ایک دوسرے کے لیے آرتھوگونل ہیں۔ برقی اور مقناطیسی میدان ہوائی جہاز کی لہر کے پھیلاؤ کی سمت کے لئے کھڑے ہیں۔ مثال کے طور پر، مساوات (1) کے ذریعے دی گئی ایک واحد فریکوئنسی برقی فیلڈ (E فیلڈ) پر غور کریں۔ برقی مقناطیسی میدان +z سمت میں سفر کر رہا ہے۔ برقی میدان کو +x سمت میں ہدایت کی جاتی ہے۔ مقناطیسی میدان +y سمت میں ہے۔
مساوات (1) میں، اشارے کا مشاہدہ کریں: . یہ ایک یونٹ ویکٹر (لمبائی کا ایک ویکٹر) ہے، جو کہتا ہے کہ الیکٹرک فیلڈ پوائنٹ x سمت میں ہے۔ ہوائی جہاز کی لہر کو تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر 1. +z سمت میں سفر کرنے والے برقی میدان کی گرافیکل نمائندگی۔
پولرائزیشن برقی میدان کی ٹریس اور پروپیگیشن شکل (سموچ) ہے۔ مثال کے طور پر، ہوائی جہاز کی لہر برقی فیلڈ مساوات (1) پر غور کریں۔ ہم اس پوزیشن کا مشاہدہ کریں گے جہاں برقی میدان ہے (X,Y,Z) = (0,0,0) وقت کے فعل کے طور پر۔ اس فیلڈ کے طول و عرض کو شکل 2 میں، وقت میں کئی مواقع پر پلاٹ کیا گیا ہے۔ فیلڈ فریکوئنسی "F" پر گھوم رہی ہے۔
تصویر 2. مختلف اوقات میں برقی میدان (X, Y, Z) = (0,0,0) کا مشاہدہ کریں۔
برقی میدان کا مشاہدہ اصل میں ہوتا ہے، طول و عرض میں آگے پیچھے ہوتا ہے۔ برقی میدان ہمیشہ اشارہ شدہ ایکس محور کے ساتھ ہوتا ہے۔ چونکہ برقی میدان کو ایک ہی لائن کے ساتھ برقرار رکھا جاتا ہے، اس لیے اس فیلڈ کو لکیری پولرائز کہا جا سکتا ہے۔ مزید برآں، اگر ایکس محور زمین کے متوازی ہے، تو اس فیلڈ کو افقی طور پر پولرائزڈ بھی کہا جاتا ہے۔ اگر میدان Y- محور کے ساتھ پر مبنی ہے، تو لہر کو عمودی طور پر پولرائز کہا جا سکتا ہے۔
لکیری پولرائزڈ لہروں کو افقی یا عمودی محور کے ساتھ ہدایت کرنے کی ضرورت نہیں ہے۔ مثال کے طور پر، تصویر 3 میں دکھایا گیا ہے کہ لائن کے ساتھ ایک رکاوٹ کے ساتھ ایک برقی فیلڈ لہر بھی لکیری طور پر پولرائز ہو جائے گا.
تصویر 3۔ ایک لکیری پولرائزڈ لہر کا برقی میدان کا طول و عرض جس کی رفتار ایک زاویہ ہے۔
شکل 3 میں برقی میدان کو مساوات (2) کے ذریعے بیان کیا جا سکتا ہے۔ اب الیکٹرک فیلڈ کا ایک x اور y جزو ہے۔ دونوں اجزاء سائز میں برابر ہیں۔
مساوات (2) کے بارے میں نوٹ کرنے والی ایک چیز دوسرے مرحلے میں xy-جزو اور الیکٹرانک فیلڈز ہیں۔ اس کا مطلب ہے کہ دونوں اجزاء میں ہر وقت ایک ہی طول و عرض ہوتا ہے۔
سرکلر پولرائزیشن
اب فرض کریں کہ ہوائی جہاز کی لہر کا برقی میدان مساوات (3):
اس صورت میں، X- اور Y-عناصر 90 ڈگری مرحلے سے باہر ہیں۔ اگر فیلڈ کو پہلے کی طرح دوبارہ (X, Y, Z) = (0,0,0) کے طور پر دیکھا جاتا ہے، تو برقی میدان بمقابلہ وقت کا منحنی شکل ظاہر ہوگا جیسا کہ تصویر 4 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر 4. الیکٹرک فیلڈ کی طاقت (X, Y, Z) = (0,0,0) EQ ڈومین۔ (3)۔
شکل 4 میں برقی میدان ایک دائرے میں گھومتا ہے۔ اس قسم کے میدان کو ایک سرکلر پولرائزڈ لہر کے طور پر بیان کیا جاتا ہے۔ سرکلر پولرائزیشن کے لیے، درج ذیل معیارات کو پورا کرنا ضروری ہے:
- سرکلر پولرائزیشن کے لیے معیاری
- برقی میدان میں دو آرتھوگونل (کھڑے) اجزاء ہونے چاہئیں۔
- الیکٹرک فیلڈ کے آرتھوگونل اجزاء میں مساوی طول و عرض ہونا ضروری ہے۔
- کواڈریچر کے اجزاء فیز سے باہر 90 ڈگری ہونے چاہئیں۔
اگر ویو فگر 4 اسکرین پر سفر کرتے ہیں تو، فیلڈ کی گردش کو گھڑی کی مخالف سمت اور دائیں ہاتھ کی گردشی پولرائزڈ (RHCP) کہا جاتا ہے۔ اگر فیلڈ کو گھڑی کی سمت میں گھمایا جاتا ہے، تو فیلڈ بائیں ہاتھ کا سرکلر پولرائزیشن (LHCP) ہوگا۔
بیضوی پولرائزیشن
اگر الیکٹرک فیلڈ میں دو کھڑے اجزاء ہیں، 90 ڈگری فیز سے باہر لیکن مساوی شدت کے ہیں، تو فیلڈ بیضوی طور پر پولرائز ہوگی۔ +z سمت میں سفر کرنے والی ہوائی لہر کے برقی میدان پر غور کرتے ہوئے، مساوات (4) کے ذریعہ بیان کیا گیا ہے:
اس نقطہ کا لوکس جس پر الیکٹرک فیلڈ ویکٹر کی نوک فرض کرے گی تصویر 5 میں دی گئی ہے۔
تصویر 5. فوری بیضوی پولرائزیشن لہر برقی میدان۔ (4)۔
شکل 5 میں فیلڈ، گھڑی کی مخالف سمت میں سفر کرتی ہے، اگر اسکرین سے باہر سفر کرتی ہے تو دائیں ہاتھ کا بیضوی ہوگا۔ اگر الیکٹرک فیلڈ ویکٹر مخالف سمت میں گھومتا ہے، تو فیلڈ بائیں ہاتھ سے بیضوی طور پر پولرائزڈ ہوگا۔
مزید برآں، بیضوی پولرائزیشن سے مراد اس کی سنکی پن ہے۔ بڑے اور چھوٹے محوروں کے طول و عرض میں سنکی پن کا تناسب۔ مثال کے طور پر، مساوات (4) سے لہر سنکی 1/0.3 = 3.33 ہے۔ بیضوی طور پر پولرائزڈ لہروں کو بڑے محور کی سمت سے مزید بیان کیا گیا ہے۔ لہر مساوات (4) میں ایک محور ہوتا ہے جو بنیادی طور پر x-axis پر مشتمل ہوتا ہے۔ نوٹ کریں کہ اہم محور کسی بھی ہوائی زاویے پر ہو سکتا ہے۔ X، Y یا Z محور پر فٹ ہونے کے لیے زاویہ کی ضرورت نہیں ہے۔ آخر میں، یہ نوٹ کرنا ضروری ہے کہ سرکلر اور لکیری پولرائزیشن دونوں بیضوی پولرائزیشن کی خاص صورتیں ہیں۔ 1.0 سنکی بیضوی طور پر پولرائزڈ لہر ایک گول پولرائزڈ لہر ہے۔ لامحدود سنکی کے ساتھ بیضوی طور پر پولرائزڈ لہریں۔ لکیری پولرائزڈ لہریں۔
اینٹینا پولرائزیشن
اب جب کہ ہم پولرائزڈ ہوائی جہاز کی لہر برقی مقناطیسی شعبوں سے واقف ہیں، ایک اینٹینا کی پولرائزیشن کو سادہ طور پر بیان کیا گیا ہے۔
اینٹینا پولرائزیشن ایک اینٹینا دور کی فیلڈ کی تشخیص، نتیجے میں ریڈی ایٹ فیلڈ کا پولرائزیشن۔ لہذا، اینٹینا اکثر "لکیری پولرائزڈ" یا "دائیں ہاتھ کے سرکلر پولرائزڈ اینٹینا" کے طور پر درج ہوتے ہیں۔
یہ سادہ تصور اینٹینا مواصلات کے لیے اہم ہے۔ سب سے پہلے، افقی طور پر پولرائزڈ اینٹینا عمودی طور پر پولرائزڈ اینٹینا کے ساتھ بات چیت نہیں کرے گا۔ باہمی نظریہ کی وجہ سے، اینٹینا بالکل اسی طرح منتقل اور وصول کرتا ہے۔ لہذا، عمودی طور پر پولرائزڈ انٹینا عمودی طور پر پولرائزڈ فیلڈز کو منتقل اور وصول کرتے ہیں۔ لہذا، اگر آپ عمودی طور پر پولرائزڈ افقی پولرائزڈ اینٹینا کو پہنچانے کی کوشش کرتے ہیں، تو کوئی استقبال نہیں ہوگا۔
عام صورت میں، دو لکیری پولرائزڈ انٹینا کے لیے جو ایک دوسرے کے مقابلے میں ایک زاویہ ( ) سے گھومتے ہیں، پولرائزیشن کی اس مماثلت کی وجہ سے ہونے والے بجلی کے نقصان کو پولرائزیشن نقصان کے عنصر (PLF) کے ذریعے بیان کیا جائے گا:
لہذا، اگر دو انٹینا ایک جیسے پولرائزیشن رکھتے ہیں، تو ان کے ریڈی ایٹنگ الیکٹران فیلڈز کے درمیان زاویہ صفر ہے اور پولرائزیشن کی عدم مطابقت کی وجہ سے بجلی کا کوئی نقصان نہیں ہوتا ہے۔ اگر ایک اینٹینا عمودی طور پر پولرائزڈ ہے اور دوسرا افقی طور پر پولرائزڈ ہے، تو زاویہ 90 ڈگری ہے، اور کوئی پاور منتقل نہیں ہوگی۔
نوٹ: فون کو اپنے سر کے اوپر مختلف زاویوں پر منتقل کرنا اس بات کی وضاحت کرتا ہے کہ بعض اوقات استقبال کیوں بڑھایا جا سکتا ہے۔ سیل فون کے اینٹینا عام طور پر لکیری طور پر پولرائزڈ ہوتے ہیں، اس لیے فون کو گھومنا اکثر فون کے پولرائزیشن سے میل کھاتا ہے، اس طرح استقبالیہ بہتر ہوتا ہے۔
سرکلر پولرائزیشن بہت سے اینٹینا کی ایک مطلوبہ خصوصیت ہے۔ دونوں اینٹینا سرکلر طور پر پولرائزڈ ہیں اور پولرائزیشن کی مماثلت کی وجہ سے سگنل کے نقصان کا شکار نہیں ہوتے ہیں۔ جی پی ایس سسٹم میں استعمال ہونے والے اینٹینا دائیں ہاتھ کی گولی سے پولرائزڈ ہوتے ہیں۔
اب فرض کریں کہ ایک لکیری پولرائزڈ انٹینا گول پولرائزڈ لہریں حاصل کرتا ہے۔ مساوی طور پر، فرض کریں کہ ایک سرکلر پولرائزڈ اینٹینا لکیری پولرائزڈ لہروں کو حاصل کرنے کی کوشش کرتا ہے۔ نتیجے میں پولرائزیشن نقصان کا عنصر کیا ہے؟
یاد رکھیں کہ سرکلر پولرائزیشن دراصل دو آرتھوگونل لکیری پولرائزڈ لہریں ہیں، جو کہ 90 ڈگری فیز سے باہر ہیں۔ لہذا، ایک لکیری پولرائزڈ (LP) اینٹینا صرف سرکلر پولرائزڈ (CP) لہر فیز جزو حاصل کرے گا۔ لہٰذا، LP اینٹینا میں پولرائزیشن کی مماثلت کا نقصان 0.5 (-3dB) ہوگا۔ یہ درست ہے چاہے ایل پی اینٹینا کو کس زاویہ سے گھمایا جائے۔ لہذا:
پولرائزیشن نقصان کے عنصر کو بعض اوقات پولرائزیشن کی کارکردگی، اینٹینا کے مماثل عنصر، یا اینٹینا ریسپشن فیکٹر کہا جاتا ہے۔ یہ تمام نام ایک ہی تصور کی طرف اشارہ کرتے ہیں۔
پوسٹ ٹائم: دسمبر-22-2023
