Là sóng vô tuyến tự nhiên bị phân cực như ánh sáng hay đó là một chức năng của cách chúng được tạo ra?


7

Tôi đang nghĩ đến việc cho chúng tôi nói đài AM hoặc FM được truyền bởi ăng ten dọc. Chúng sẽ được phân cực theo chiều dọc hoặc chiều ngang và góc của ăng ten thu sẽ xác định cường độ tín hiệu.


3
Hừm. Là ánh sáng phân cực tự nhiên? Tôi nghĩ đó là chức năng của cách nó được sản xuất ...
Eugene Sh.

2
@EugeneSh. ánh sáng tự nhiên thường không bị phân cực, đó là lý do tại sao bộ lọc phân cực không làm đen cả thế giới nếu bạn quay sai hướng. Phản xạ đặc biệt chọn lọc phân cực nó, đó là lý do tại sao một bộ lọc phân cực cắt "chói". Bạn có thể đã biết điều đó, nhưng ở đó - câu hỏi tu từ, đã trả lời!
hobbs

@hobbs là đúng - ánh sáng tự nhiên là tất cả các biến thể của cực. Kính râm phân cực luôn thẳng đứng, bởi vì khi ánh sáng (hoặc bất kỳ sóng EM nào) bật ra khỏi nước, nó phản xạ chủ yếu chỉ là thành phần nằm ngang. (QED của Feynman giải thích tại sao - tất cả là về những chiếc đồng hồ nhỏ đó trong mỗi photon - nhưng đó là một chủ đề cho Vật lý SE) Vì vậy, theo kinh nghiệm của chúng tôi, sử dụng các thấu kính phân cực theo chiều dọc sẽ loại bỏ hầu hết ánh sáng phân cực theo chiều ngang, do đó cắt ánh sáng chói.
SDsolar

Câu trả lời:


11

Các sóng vô tuyến phát ra từ một ăng ten có độ phân cực cụ thể và các ăng ten thu thường chỉ nhạy với một phân cực cụ thể. Vì vậy, về nguyên tắc nếu ăng-ten truyền phát thẳng đứng và ăng-ten thu của bạn nằm ngang hoàn toàn, bạn sẽ không nhận được gì. Nhưng có một vài điều phức tạp:

  • Các ăng ten vô tuyến tuyến tính được liên kết một phần có thể thu lẫn nhau với tổn thất khiêm tốn.
  • Một ăng ten phân cực tròn có thể nhận được bất kỳ phân cực tuyến tính nào với hiệu suất giảm khiêm tốn và ngược lại.
  • Các tín hiệu sóng ngắn thường được nhận sau khi bật ra khỏi tầng điện ly, ngẫu nhiên phân cực. Tương tự, Wi-Fi và các tín hiệu 2,4 / 5 GHz khác thường bị bật ra khỏi các tòa nhà hoặc tường, có xu hướng ngẫu nhiên hóa sự phân cực.
  • Tín hiệu không phải là dải hẹp có thể có các hỗn hợp phân cực phức tạp và sự phân cực có thể thay đổi rất nhanh theo thời gian.

Sự khác biệt chính giữa sóng vô tuyến và ánh sáng khả kiến ​​là hầu hết các tín hiệu vô tuyến mà chúng ta quen thuộc được tạo ra bởi các quá trình phát xạ kết hợp, thường (thường) tạo ra sóng vô tuyến phân cực hoàn toàn. Hơn nữa, hầu như tất cả các máy dò sóng vô tuyến kết hợp chỉ phát hiện một phân cực; Các nhà thiên văn vô tuyến thường sử dụng các cặp lưỡng cực chéo để chúng ta có thể ghi lại cả hai phân cực và tái tạo lại trạng thái phân cực của tín hiệu đầu vào.

Hầu hết các nguồn ánh sáng khả kiến ​​mà chúng ta xử lý đều không liên tục và tạo ra ánh sáng không phân cực (một hỗn hợp phân cực đều) và các máy dò của chúng ta hầu như không nhạy cảm với phân cực. Laser kết hợp và thực sự bị phân cực, nhưng trừ khi laser được thiết kế để có độ phân cực ổn định, bạn có xu hướng nhảy ngẫu nhiên trên quy mô thời gian rất ngắn, trung bình đến không phân cực. Thực tế mắt người rất nhạy cảm với sự phân cực, mặc dù chúng ta thường không chú ý và có những quá trình - như phản xạ - dễ dàng thêm sự phân cực vào ánh sáng, do đó tiện ích của kính râm phân cực (tốt nhất là chặn ánh sáng phản xạ theo chiều ngang bề mặt).


Nếu tôi nhớ lại một cách chính xác: Trong các ứng dụng vô tuyến, hình phạt phân cực chéo (ngang sang dọc hoặc ngược lại; tắt 90 °) là khoảng 20 dB trong thực tế. Đi từ tuyến tính sang vòng tròn hoặc ngược lại, mất khoảng 3 dB, bất kể phân cực chính xác có liên quan. Phân cực tròn đối diện (tròn từ trái sang tròn phải, hoặc ngược lại) mất khoảng 20 dB.
CVn

Tôi không chắc con số 20 dB đến từ đâu - Tôi hoàn toàn không phải là kỹ sư, vì vậy với suy nghĩ lý thuyết hơn của tôi, việc điều chỉnh sai chính xác tạo ra một sự thất bại hoàn toàn để phát hiện bất cứ điều gì. Yếu tố này phải là một cái gì đó giống như hình vuông của cosin của góc giữa các phân cực tuyến tính. Nhưng tất nhiên đây là cho ăng ten lý tưởng với độ tinh khiết phân cực hoàn hảo. Có lẽ 20 dB là một con số thực tế dựa trên kinh nghiệm thực tế?
dùng2475529

Như tôi đã nói, nếu tôi nhớ lại một cách chính xác và tất cả những thứ đó. Tôi không có bất kỳ trích dẫn nào hữu ích cho những con số đó, nhưng chúng là những quy tắc ngón tay cái được lưu hành rộng rãi trong đài phát thanh nghiệp dư (cho bất cứ điều gì có nghĩa). Tuy nhiên, -20 dB có nghĩa là bạn chỉ nhận được 1% cường độ tín hiệu nếu bạn phân cực khớp; theo kinh nghiệm cá nhân của tôi, đó là một giá trị hợp lý trong thực tế. (Nó vẫn có thể nhận một tín hiệu hợp lý mạnh mẽ ngay cả với cross-phân cực, nhưng nó là nhiều yếu hơn nếu bạn nhận được sự phân cực đúng.)
một CVN

12

Sóng vô tuyến và ánh sáng đều là sóng điện từ. Sự khác biệt duy nhất giữa chúng là bước sóng.

Sự phân cực ban đầu được xác định bởi cách chúng được sản xuất

Đài phát thanh FM thường được truyền bằng ăng ten phân cực tròn để phù hợp với máy thu theo hầu hết mọi hướng.

Tháp phát sóng AM được phân cực theo chiều dọc.

Sự lan truyền có xu hướng là do sóng mặt đất nên phần lớn giữ lại sự phân cực của chúng. Bạn có thể nhớ các đài bán dẫn cũ sử dụng ăng-ten vòng ferrite có độ phân cực cụ thể và bạn có thể di chuyển chúng để tìm góc thu tốt nhất ở cường độ tốt nhất cho mạch của máy thu.


3
Vì thế. Nếu sóng vô tuyến bị phân cực, liệu có bộ lọc phân cực vô tuyến tương đương sẽ chặn 100% chúng bằng cách chuyển nó qua 90 độ?
Paul Uszak

3
Điều đó phụ thuộc vào rất nhiều thứ. Nếu bạn chính xác 90 độ, bạn sẽ nhận được tối thiểu, có. Nhưng nếu sóng đã trải qua các vòng quay (như bật ra khỏi bầu khí quyển hoặc nước) thì chúng sẽ thay đổi. Nước sẽ luôn xoay chúng theo chiều ngang. Bầu trời (tầng điện ly) có thể làm mọi thứ với chúng.
SDsolar

7

Sự phân cực của sóng phát ra là kết quả của thiết kế ăng ten.

Thông thường, các ăng-ten chủ yếu theo hướng dọc có sự phân cực dọc. Tuy nhiên, thật khó để nhìn thấy ăng-ten thực tế bên trong các vỏ bảo vệ mà chúng đi vào, vì vậy, nếu bạn thấy một ăng-ten cao hơn rộng, xin đừng giả sử phân cực dọc. Nó có thể chỉ là một trường hợp có nhiều ăng ten nhỏ hơn xếp chồng lên nhau, hoặc một vòng lặp, hoặc một cái gì đó hoàn toàn khác.

Và đúng vậy, độ phân cực của anten thu phải phù hợp với độ phân cực của sóng, nếu không bạn sẽ bị thu sóng kém hơn.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.