polloss

Потеря поляризации

Описание

пример

rho = polloss(fv_tr,fv_rcv) возвращает потери в децибелах из-за несоответствия между поляризацией переданного поля, fv_tr, и поляризация приемной антенны, fv_rcv. Вектор поля находится в плоскости, ортогональной к направлению распространения от передатчика к приемнику. Переданное поле представлено как вектор столбцов 2 на 1 [Eh;Ev]. В этом векторе, Eh и Ev компоненты горизонтальной и вертикальной линейной поляризации поля относительно локальной системы координат передатчика. Поляризация приемной антенны задана вектором столбцов 2 на 1, fv_rcv. Можно также задать эту поляризацию в форме [Eh;Ev] относительно системы локальной координаты приемной антенны. В этом синтаксисе обе оси локальной координаты выравниваются с глобальной системой координат.

пример

rho = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_rcv) задает, кроме того, положение приемника. Приемник задан как вектор-столбец 3 на 1, [x;y;z], относительно глобальной системы координат (модули положения исчисляются в метрах). Этот синтаксис может использовать любой из входных параметров в предыдущем синтаксисе.

пример

rho = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_rcv,axes_rcv) задает, кроме того, ортонормированные оси, axes_rcv. Эти оси задают систему локальной координаты приемника как 3х3 матрицу. Первый столбец дает x - ось локальной системы относительно глобальной системы координат. Вторые и третьи столбцы дают y и оси z, соответственно. Этот синтаксис может использовать любой из входных параметров в предыдущих синтаксисах.

пример

rho = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_rcv,axes_rcv,pos_tr) задает, кроме того, положение передатчика как вектор-столбец 3 на 1, [x;y;z], относительно глобальной системы координат (модули положения исчисляются в метрах). Этот синтаксис может использовать любой из входных параметров в предыдущих синтаксисах.

пример

rho = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_rcv,axes_rcv,pos_tr,axes_tr) задает, кроме того, ортонормированные оси, axes_tr. Эти оси задают локальную систему координат передатчика как 3х3 матрицу. Первый столбец дает x - ось локальной системы относительно глобальной системы координат. Вторые и третьи столбцы дают y и оси z, соответственно. Этот синтаксис может использовать любой из входных параметров в предыдущих синтаксисах.

Примеры

свернуть все

Начните с поляризованного переданного поля на 45 ° и приемника, который горизонтально поляризован. По умолчанию передатчик и приемник локальные оси совпадают с глобальной системой координат. Вычислите потерю поляризации в дБ.

fv_tr = [1;1];
fv_rcv = [1;0];
rho = polloss(fv_tr,fv_rcv)
rho = 3.0103

Потеря составляет 3 дБ как ожидалось, потому что только половина степени поля соответствует к получить поляризации антенны.

Начните с идентичной поляризации передатчика и приемника. Поместите приемник в положении 100 метров вдоль оси Y. Передатчик в начале координат (его положение по умолчанию), и обе оси локальной координаты совпадают с глобальной системой координат (по умолчанию). Во-первых, вычислите потерю поляризации. Затем переместите приемник 100 метров вдоль the_x_-оси и вычислите потерю поляризации снова.

fv_tr = [1;0];
fv_rcv = [1;0];
pos_rcv = [0;100;0];
rho(1) = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_rcv);
pos_rcv = [100;100;0];
rho(2) = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_rcv)
rho = 1×2

     0     0

Никакая потеря поляризации не происходит ни в одном положении. Сферические базисные вектора каждой антенны параллельны другой антенне, и векторы поляризации являются тем же самым.

Начните с идентичной поляризации передатчика и приемника. Поместите приемник в положение 100 метров вдоль оси Y. Передатчик в начале координат (значение по умолчанию), и обе оси локальной координаты совпадают с глобальной системой координат (значение по умолчанию). Вычислите потерю, и затем вращайте приемник 30 ° вокруг оси Y. Это вращение изменяет азимут и вертикальное изменение передатчика относительно приемника и, поэтому, направление поляризации.

fv_tr = [1;0];
fv_rcv = [1;0];
pos_rcv = [0;100;0];
ax_rcv = azelaxes(0,0);
rho(1) = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_rcv,ax_rcv);
ax_rcv = roty(30)*ax_rcv;
rho(2) = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_rcv,ax_rcv)
rho = 1×2

         0    1.2494

Вектор поляризации приемника остается неизменным. Однако вращение системы локальной координаты изменяет направление поля поляризации приемной антенны относительно глобальных координат. Это изменение приводит к потере на 1,2 дБ.

Начните с идентичной поляризации передатчика и приемника. Поместите приемник в положение 100 метров вдоль the_y_-оси. Передатчик в начале координат (значение по умолчанию), и обе оси локальной координаты совпадают с глобальной системой координат (значение по умолчанию). Во-первых, вычислите потерю поляризации. Затем переместите передатчик 100 метров вдоль оси X и 100 метров вдоль оси Y, и вычислите потерю поляризации снова.

fv_tr = [1;0];
fv_rcv = [1;0];
pos_rcv = [0;100;0];
ax_rcv = azelaxes(0,0);
pos_tr = [0;0;0];
rho(1) = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_rcv,ax_rcv,pos_tr);
pos_tr = [100;100;0];
rho(2) = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_rcv,ax_rcv,pos_tr)
rho = 1×2

     0     0

Нет никакой потери поляризации ни в одном положении, потому что сферические базисные вектора каждой антенны параллельны своим дубликатам, и векторы поляризации являются тем же самым.

При определении идентичной поляризации передатчика и приемника постройте потерю, когда локальные оси приемной антенны вращаются вокруг xось.

fv_tr = [1;0];
fv_rcv = [1;0];

Положение передающей антенны в начале координат, и его локальные оси выравниваются с глобальной системой координат. Положение приемной антенны составляет 100 метров вдоль глобальной переменной xось. Однако его локальная переменная x- ось указывает на передающую антенну.

pos_tr = [0;0;0];
axes_tr = azelaxes(0,0);
pos_rcv = [100;0;0];
axes_rcv0 = rotz(180)*azelaxes(0,0);

Вращайте приемную антенну вокруг ее локальной переменной x- ось с шагом с одной степенью. Вычислите потерю для каждого угла.

angles = [0:1:359];
n = size(angles,2);
rho = zeros(1,n); % Initialize space
for k = 1:n
    axes_rcv = rotx(angles(k))*axes_rcv0;
    rho(k) = polloss(fv_tr,fv_rcv,pos_tr,axes_tr,...
        pos_rcv,axes_rcv);
end

Постройте потерю поляризации.

hp = plot(angles,rho);
hax = hp.Parent;
hax.XLim = [0,360];
xticks = (0:(n-1))*45;
hax.XTick = xticks;
grid;
title('Polarization loss versus receiving antenna rotation')
xlabel('Rotation angle (degrees)');
ylabel('Loss (dB)');

Figure contains an axes. The axes with title Polarization loss versus receiving antenna rotation contains an object of type line.

График угловой потери показывает, аннулирует (Inf дБ) в 90 градусах и 270 градусах, где поляризация является ортогональной.

Входные параметры

свернуть все

Переданный вектор поля в линейном представлении компонента, заданном как 2 1, вектор-столбец с комплексным знаком [Eh;Ev]. В этом векторе, Eh и Ev горизонталь поля и вертикальные линейные компоненты.

Пример 1;

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Вектор поляризации приемника в линейном представлении компонента, заданном как 2 1, вектор-столбец с комплексным знаком [Eh;Ev]. В этом векторе, Eh и Ev горизонталь вектора поляризации и вертикальные линейные компоненты.

Пример: [0; 1]

Типы данных: double
Поддержка комплексного числа: Да

Положение приемной антенны, заданное как вектор-столбец с действительным знаком, 3 на 1. Компоненты pos_rcv заданы в глобальной системе координат как [x;y;z].

Пример: [1000; 0; 0]

Типы данных: double

Оси локальной координаты приемной антенны, заданные как 3х3, матрица с действительным знаком. Каждый столбец является единичным вектором, задающим ортонормированный x системы локальной координаты, y и оси z, соответственно, относительно глобальной системы координат. Каждый столбец написан в [x;y;z] форма. Если axes_rcv задан как единичная матрица, система локальной координаты выравнивается с глобальной системой координат.

Пример: [1, 0, 0; 0, 1, 0; 0, 0, 1]

Типы данных: double

Положение передатчика, заданное как вектор-столбец с действительным знаком, 3 на 1. Компоненты pos_tr заданы в глобальной системе координат как [x;y;z].

Пример: [0; 0; 0]

Типы данных: double

Оси локальной координаты передающей антенны, заданные как 3х3, матрица с действительным знаком. Каждый столбец является единичным вектором, задающим ортонормированный x системы локальной координаты, y и оси z, соответственно, относительно глобальной системы координат. Каждый столбец написан в [x;y;z] форма. Если axes_tr единичная матрица, система локальной координаты выравнивается с глобальной системой координат.

Пример: [1, 0, 0; 0, 1, 0; 0, 0, 1]

Типы данных: double

Выходные аргументы

свернуть все

Потеря поляризации, возвращенная как скаляр в модулях децибела. Потеря поляризации является проекцией нормированного переданного вектора поля в нормированный вектор поляризации приемной антенны. Его значение находится между нулем и единицей. Когда преобразовано в дБ, (и знак, измененный, чтобы показать потерю как положительную), ее значение находится между 0 и -Inf.

Больше о

свернуть все

Потеря поляризации из-за несоответствия поля и приемника

Потеря происходит, когда приемник не согласован с поляризацией падающего электромагнитного поля.

В случае поляризации поля, излучаемого передающей антенной, во-первых, посмотрите на дальнюю зону передающей антенны, как показано на следующем рисунке. В этом месте, которое является местом расположения приемной антенны, электромагнитное поле ортогонально направлению от передатчика к приемнику.

Можно представлять переданное электромагнитное поле, fv_tr, компонентами вектора относительно сферического базиса локальной системы координат передатчика. Ориентация этого базиса зависит от своего направления от источника. Направление задано азимутом и вертикальным изменением приемной антенны относительно локальной системы координат передатчика. Затем поляризация передатчика, в терминах сферических базисных векторов локальной системы координат передатчика,

E=EHe^az+EVe^el=EmPi

Таким же образом, вектор поляризации приемника, fv_rcv, задан относительно сферического базиса в системе локальной координаты приемника. Теперь азимут и вертикальное изменение задают положение передатчика относительно системы локальной координаты приемника. Можно записать поляризацию приемных антенн в терминах сферических базисных векторов системы локальной координаты приемника:

P=PHe^az+PVe^el

Этот рисунок показывает конструкцию различных систем локальной координаты передатчика и приемника. Это также показывает сферические базисные вектора, с которыми можно записать полевые компоненты.

Поляризационные потери - это проекция (или точечное произведение) нормализованного вектора передаваемого поля на нормализованный вектор поляризации приемника. Заметьте, что потеря происходит из-за несовпадения направления двух векторов, а не их величин. Поскольку векторы определены в разных системах координат, они должны быть преобразованы в глобальную систему координат, чтобы сформировать проекцию. Поляризационные потери определяются:

ρ=|EiP|2|Ei|2|P|2

Ссылки

[1] Мотт, H. Антенны для радара и Communications.John Wiley & Sons, 1992.

Расширенные возможности

Смотрите также

|

Введенный в R2013a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте