Pola ryzacji anteny odnosi się do orientacji pola elektrycznego emitowanej fali elektromagnetycznej. Pole to determinuje sposób, w jaki anteny transmitują i odbierają sygnały. Polaryzacja może być liniowa, kołowa lub eliptyczna, w zależności od konstrukcji anteny.
Po pierwsze, polaryzacja liniowa ma stały kierunek pola elektrycznego. Może być pionowa lub pozioma względem powierzchni Ziemi. Anteny z niedopasowaną polaryzacją tracą siłę sygnału. Dlatego dopasowanie polaryzacji nadajnika i odbiornika jest niezbędne. Następnie, polaryzacja kołowa obraca pole elektryczne podczas przemieszczania się fali. Może być prawoskrętna lub lewoskrętna, w zależności od kierunku obrotu. Ten typ jest odporny na degradację sygnału spowodowaną odbiciami lub efektami wielodrożności. Na przykład satelity GNSS wykorzystują polaryzację kołową prawoskrętną. Następnie, polaryzacja eliptyczna łączy cechy liniowe i kołowe. Pole elektryczne zakreśla Ellipse, a nie okrąg lub linię prostą. Wynika to z nierównych amplitud sygnału w dwóch prostopadłych składowych.
Polaryzacja wpływa na siłę, jakość i niezawodność sygnału. Właściwa polaryzacja zapewnia efektywny transfer energii między antenami nadawczymi i odbiorczymi. Gdy polaryzacja jest różna, występują straty zwane niedopasowaniem polaryzacji. Straty te mogą sięgać kilku decybeli w poważnych przypadkach. Dodatkowo, czynniki środowiskowe wpływają na polaryzację. Odbicia od budynków lub powierzchni mogą zmieniać orientację fali. W rezultacie odbiór sygnału może ulec pogorszeniu lub fluktuacjom. Polaryzacja kołowa pomaga zredukować takie efekty w środowiskach mobilnych lub dynamicznych. Ponadto, orientacja anteny determinuje polaryzację. Obracanie nią zmienia płaszczyznę polaryzacji. Narzędzia te muszą być odpowiednio ustawione podczas instalacji. To ustawienie jest kluczowe dla systemów komunikacji, radarów i odbiorników nawigacyjnych.
Różnorodność polaryzacji może poprawić wydajność systemu. Wykorzystuje wiele anten o różnych polaryzacjach. Taka konfiguracja zwiększa niezawodność sygnału w trudnych warunkach.
Jaki jest optymalny wybór dla systemów GNSS?
Systemy GNSS zazwyczaj wykorzystują anteny z prawoskrętną polaryzacją kołową (RHCP). Głównym powodem jest to, że polaryzacja kołowa lepiej toleruje niedopasowania orientacji fizycznej. Na przykład, jeśli nadajemy za pomocą anteny prętowej z orientacją pionową (polaryzacja pionowa) i odbieramy za pomocą tego samego typu, sygnał jest silny, gdy obie anteny są ustawione pionowo. Jeśli jednak antena odbiorcza obróci się o 90 stopni do polaryzacji poziomej, siła sygnału spada o 20 decybeli lub więcej. Dzieje się tak, ponieważ antena spolaryzowana poziomo słabo odbiera sygnał spolaryzowany pionowo.
Antena z polaryzacją kołową łączy dwie anteny: jedną spolaryzowaną poziomo i jedną spolaryzowaną pionowo. Ich wyjścia są łączone z przesunięciem fazowym o 90 stopni. Kierunek tego przesunięcia fazowego decyduje o tym, czy antena wytwarza prawoskrętną polaryzację kołową (RHCP), czy lewoskrętną polaryzacją kołową (LHCP).
