Поляризація антени — це орієнтація електричного поля випромінюваної електромагнітної хвилі. Це поле визначає, як антени передають і приймають сигнали. Залежно від конструкції антени поляризація може бути лінійною, круговою або еліптичною.
По-перше, лінійна поляризація характеризується постійним напрямком електричного поля. Вона може бути вертикальною або горизонтальною відносно поверхні Землі. Антени з невідповідною поляризацією втрачають потужність сигналу. Тому узгодження поляризації передавача та приймача є надзвичайно важливим. Далі, кругова поляризація обертає електричне поле під час поширення хвилі. Вона може бути правосторонньою або лівосторонньою, залежно від напрямку обертання. Цей тип поляризації запобігає погіршенню сигналу внаслідок відбиття або багатопроменевих ефектів. Наприклад, GNSS використовують правосторонню кругову поляризацію. Еліптична поляризація поєднує в собі лінійні та кругові характеристики. Електричне поле описує еліпс, а не коло чи пряму лінію. Це є наслідком нерівних амплітуд сигналу у двох перпендикулярних компонентах.
Поляризація впливає на силу, якість та надійність сигналу. Правильна поляризація забезпечує ефективний перенос енергії між передавальною та приймальною антенами. Коли поляризація відрізняється, виникають втрати, які називаються невідповідністю поляризації. У важких випадках ці втрати можуть сягати декількох децибелів. Крім того, на поляризацію впливають фактори навколишнього середовища. Відбиття від будівель або поверхонь можуть змінювати орієнтацію хвилі. Як наслідок, якість прийому сигналу може погіршитися або коливатися. Кругова поляризація допомагає зменшити такі ефекти в мобільних або динамічних середовищах. Крім того, орієнтація антени визначає поляризацію. Її обертання змінює площину поляризації. Цей пристрій необхідно правильно вирівняти під час встановлення. Таке вирівнювання є критично важливим для систем зв'язку, радарів та навігаційних приймачів.
Поляризаційна різноманітність може покращити продуктивність системи. Вона використовує декілька антен з різною поляризацією. Така конфігурація підвищує надійність сигналу в складних умовах.
Який варіант є оптимальним для GNSS ?
GNSS зазвичай використовуються антени з правосторонньою круговою поляризацією (RHCP). Головна причина полягає в тому, що кругова поляризація краще переносить розбіжності у фізичному орієнтуванні. Наприклад, якщо ми передаємо сигнал за допомогою вертикально орієнтованої штирьової антени (вертикальна поляризація) і приймаємо його за допомогою антени того ж типу, сигнал є сильним, коли обидві антени вирівняні вертикально. Однак, якщо приймальна антена повертається на 90 градусів до горизонтальної поляризації, потужність сигналу падає на 20 децибел або більше. Це відбувається тому, що горизонтально поляризована антена погано приймає вертикально поляризований сигнал.
Антена з круговою поляризацією поєднує дві антени: одну з горизонтальною поляризацією та одну з вертикальною поляризацією. Їхні вихідні сигнали поєднуються зі зміщенням фази на 90 градусів. Напрямок цього зміщення фази визначає, чи створює антена правосторонню кругову поляризацію (RHCP) чи лівосторонню кругову поляризацію (LHCP).
