アンテナ偏波

アンテナ偏波とは、放射される電磁波の電界の方向を指します。この電界は、アンテナが信号を送受信する方法を決定します。偏波は、アンテナの設計に応じて、直線偏波、円偏波、または楕円偏波になります。

まず、直線偏波は電界方向が一定です。地球の表面に対して垂直または水平になります。偏波が一致しないアンテナは、信号強度が低下します。したがって、送信機と受信機の偏波を一致させることが不可欠です。次に、円偏波は波が伝わるにつれて電界が回転します。回転方向に応じて、右旋円偏波または左旋円偏波になります。このタイプは、反射またはマルチパス効果による信号劣化に抵抗します。たとえば、GNSS衛星は右旋円偏波を使用します。次に、楕円偏波は直線特性と円形特性を組み合わせたものです。電界は円または直線ではなく、楕円を描きます。これは、2つの垂直成分の信号振幅が等しくない場合に発生します。

偏波は、信号強度、品質、信頼性に影響を与えます。適切な偏波は、送信アンテナと受信アンテナ間の効率的なエネルギー伝達を保証します。偏波が異なると、偏波ミスマッチと呼ばれる損失が発生します。これらの損失は、深刻な場合には数デシベルに達する可能性があります。さらに、環境要因が偏波に影響を与えます。建物や表面からの反射は、波の方向を変える可能性があります。その結果、信号受信が低下または変動する可能性があります。円偏波は、モバイル環境または動的環境でこのような影響を軽減するのに役立ちます。さらに、アンテナの向きによって偏波が決まります。回転させると、偏波面が変わります。このツールは、設置中に適切に調整する必要があります。この調整は、通信システム、レーダー、およびナビゲーション受信機にとって非常に重要です。

偏波ダイバーシティは、システムパフォーマンスを向上させることができます。異なる偏波を持つ複数のアンテナを使用します。このセットアップにより、困難な条件下での信号の信頼性が向上します。

GNSSシステムに最適な選択肢は何ですか？

GNSSシステムは通常、右旋円偏波（RHCP）アンテナを使用します。主な理由は、円偏波の方が物理的な方向のミスマッチに対する耐性が高いためです。たとえば、垂直方向に向けられたホイップアンテナ（垂直偏波）で送信し、同じタイプで受信する場合、両方のアンテナが垂直方向に揃うと、信号は強くなります。ただし、受信アンテナが90度回転して水平偏波になると、信号強度は20デシベル以上低下します。これは、水平偏波アンテナが垂直偏波信号をうまく受信できないために発生します。

円偏波アンテナは、水平偏波アンテナと垂直偏波アンテナの2つのアンテナを組み合わせたものです。それらの出力は、90度の位相シフトで結合されます。この位相シフトの方向によって、アンテナが右旋円偏波（RHCP）または左旋円偏波（LHCP）のどちらを生成するかが決まります。