Автор Тема: Вертикальная поляризация горизонтальной антенны?  (Прочитано 38735 раз)

LEO_NIK

  • Гость
Здравствуйте, Игорь!
Классическая симметричная полуволновая вибраторная антенна в свободном пространстве расположена вдоль горизонтальной оси Y симметрично относительно её нуля. Как и положено, диаграмма направленности (ДН) горизонтальной поляризации в виде восьмёрки с максимумами вдоль оси Х. X и Y - в горизонтальной плоскости, Z - вертикальная ось. Программа расчёта MMANA показывает наличие ДН для ВЕРТИКАЛЬНОЙ поляризации в горизонтальной плоскости тоже в виде восьмерки, но с максимумами вдоль оси Y. Причём максимумы этой ДН увеличиваются с увеличение угла места (зенитного угла) вплоть до 90 градусов (т.е. вверх). Только при нулевом угле места ДН для ВЕРТИКАЛЬНОЙ поляризации отсутствует. Откуда берётся ВЕРТИКАЛЬНАЯ поляризация у описанной горизонтальной антенны? Какими полями она вызвана? Ни в одном просмотренном учебнике по АНТЕННАМ (Айзенберг, Кочержевский, Сазонов, Ротхеммель, Вершков, Войтович, Гошин, Долбик, Воскресенский …) ни слова о наличии ВЕРТИКАЛЬНОЙ поляризации. Где можно почитать о ВЕРТИКАЛЬНОЙ поляризации ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ антенны? Какова теория? Готов приложить файл расчёта этой антенны по программе MMANA, но как прикрепить его к сообщению?
С уважением, Леонид.

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1351
  • Репутация: 109
    • Просмотр профиля
Это вопрос не по антеннам, и не по их моделированию (оттого и нет в антенных учебниках). Это вопрос о топологии нашего пространства.
   Наш макромир имеет лишь три измерения (хотя в теории струн уже насчитывают их до 11, но это пока лишь упражнения в математике). Понятно, что 3 пополам нацело не разделишь.
Поэтому вертикальное и горизонтальное в нашем мире принципиально неодинаково: горизонтальное мы описываем двумя измерениями (оси X и Y), а вертикальное только одной – осью Z.
   Возьмем простейшую дипольную антенну в свободном пространстве. Её объемной ДН, понятно, будет симметричный тор (здесь и далее ДН для облегчения понимания в линейном масштабе):
Но как разложить этот тор на составляющие? Особенно, меняя зенитный угол? Ведь чем больше это угол, тем ближе мы подходим к вертикали, и наше положение наблюдателя меняется с горизонтального на вертикальное. И тем меньше мы будем видеть горизонтальной составляющей. Вот картнка Н-составляющей из того же тора:
При зенитном угле 90 гр. горизонтальной составляющей нет, т.к. мы сами повернулись вертикально. Но ведь излучение в этом направлении есть (см. первый рисунок). Поэтому в ДН V-сотавляющей мы должны увидеть те недостающие части тора, которые не попали во второй рисунок. Мы их и видим (V-составляющая):
Вот такая история с топологией...

ra6foo

  • Гость
Откуда берётся ВЕРТИКАЛЬНАЯ поляризация у описанной горизонтальной антенны?
Её там и нет.
У диполя в свободном пространстве, лежащего в плоскости XY, в принципе не может быть
поляризации, ортогональной оси диполя. Или, в Вашем случае, вертикальной (параллельной оси Z)
поляризации в любой точке свободного пространства. Потому "Показать ДН для поляризации - V"
показывает НЕ компоненту ЭМ поля с вертикальной поляризациией. Чтобы убедиться, разверните
диполь вертикально и замысловатой фигуры d2.png в 3D Н поляризации Вы уже не найдете - пусто.

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1351
  • Репутация: 109
    • Просмотр профиля
Разворачивать диполь вертикально для такого эксперимента бессмысленно: у его ДН-тора будет ноль по оси Z. Поэтому при зенитном угле 90 гр мы ничего и не увидим. Туда просто нет излучения. Никакого: ни V, ни Н.

LEO_NIK

  • Гость
Здравствуйте, Игорь. После Вашего ответа на мой вопрос, последующего изучения вопроса и эксперимента.
1. Топология нашего пространства вполне себе симметрична. В сферической системе координат, как известно из аналитической геометрии, три координаты: радиус-вектор r и два угла: в одной плоскости , в другой – (обозначения – на рисунке в указанном форуме). А на ортогональных плоскостях остаются по две: r, и r, (полярные координаты). Полная симметрия! Декартовы ко-ординаты, о которых Вы говорите, – неудачный пример.
2. Антенне всё равно, как на неё смотрит наблюдатель; излучение, а также та или иная поляризация либо есть, либо нет. Поэтому связывать поляризацию с положением наблюдателя не имеет смысла.
3. По всей видимости, Вы говорите о проекциях объёмной диаграммы направленности в виде тора на вертикальные плоскости. Но ведь каждая точка на поверхности тора – это значение ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ составляющей напряжённости электрического поля Е и на какую бы плоскость не создавать проекцию тора, вертикальной составляющей Е там не появится. Неправильно называть проекции горизонтальной составляющей на вертикальные плоскости ВЕРТИКАЛЬНОЙ поляризацией. Полагаю, что в программе MMANA говорить о ВЕРТИКАЛЬНОЙ поляризации у ГОРИЗОНТАЛЬНО расположенной антенны в свободном пространстве ошибочно.
4. Мой вывод: у горизонтальной симметричной вибраторной антенны в дальней зоне излучения нет вертикальной поляризации и кнопка "Показать ДН для V поляризации" для этой антенны должна быть неактивируемой.
Спасибо за внимание к моему вопросу.
Леонид.

Оффлайн DL2KQ

  • Администратор
  • *****
  • Сообщений: 1351
  • Репутация: 109
    • Просмотр профиля
   1. Сферическая система координат симметрична. Но в ней отсутствуют понятия горизонтального и вертикального (есть только одно, произвольно выбранное нулевое направление, относительно которого отсчитываются углы). А вот наши понятия горизонтального и вертикального - несимметричны.
    2. Антенне да. Наблюдателю (точнее, его понятиям)- нет.
   Для прояснения попробуйте ответить на следующий (весьма сложный, кстати) вопрос. Почему плоское круглое зеркало меняет местами левую и правую части лица, но не меняет голову и ноги? Как идеально симметричный круг отличает вертикальное от горизонтального и почему по-разному на них реагирует?
    3. Известная логика в этих рассуждениях есть. Но она отличается от общепринятой в математической топологии и физике.
    4. Мы не можем отходить от принятых в науке стандартов и определений (это путь в натуральное хозяйство). А по поляризации они таковы:
   Горизонтальная поляризация: вектор Е параллелен оси Х, или оси У, либо полностью раскладывается на эти две оси.
    Вертикальная: вектор Е параллелен одной оси Z..
    Таков стандарт. Иное определение -- от лукавого.