アンテナの偏波: アンテナの偏波とは何ですか、またそれが重要である理由

図 5: 垂直偏波を必要とするアプリケーションの場合、アンテナがキャッチされる場所に応じてダイポール アンテナを取り付けることができます。

垂直偏波は、多くの垂直偏波無線アンテナ設計でも無指向性の放射パターンを提供するため、救急隊員が使用する携帯無線機などに一般的に使用されます。したがって、このようなアンテナは、無線機とアンテナの方向が変わっても、向きを変える必要がありません。

3 ～ 30 MHz の高周波 (HF) 周波数アンテナは、通常、ブラケット間で水平に張られた単純な長いワイヤとして構築されます。その長さは波長によって決まります（10～100m）。このタイプのアンテナは当然水平偏波です。

この帯域を「高周波」と呼ぶことは数十年前に始まり、当時は 30 MHz が実際に高周波であったことは注目に値します。この説明は現在では古いようですが、国際電気通信連合による正式な指定であり、今でも広く使用されています。

優先偏波は 2 つの方法で決定できます。1 つは 300 kHz ～ 3 MHz 中波 (MW) 帯域を使用する放送機器によるより強力な短距離シグナリングに地上波を使用する方法、もう 1 つは電離層リンクを介した長距離に空波を使用する方法です。一般に、垂直偏波アンテナは地上波伝播に優れ、水平偏波アンテナは空波性能が優れています。

地上局や他の衛星に対する衛星の向きは常に変化するため、円偏波は衛星に広く使用されています。送信アンテナと受信アンテナ間の効率は、両方が円偏波の場合に最大になりますが、偏波損失係数はありますが、直線偏波アンテナを CP アンテナと併用することもできます。

偏波は 5G システムにとっても重要です。一部の 5G 多入力/多出力 (MIMO) アンテナ アレイは、偏波を使用して利用可能なスペクトルをより効率的に利用することでスループットの向上を実現します。これは、異なる信号偏波とアンテナの空間多重化 (空間ダイバーシティ) の組み合わせを使用して実現されます。

データ ストリームは独立した直交偏波アンテナによって接続されており、独立して復元できるため、システムは 2 つのデータ ストリームを送信できます。パスやチャネルの歪み、反射、マルチパス、その他の不完全性によって交差偏波が存在する場合でも、受信機は高度なアルゴリズムを採用して元の信号をそれぞれ復元し、結果としてビット誤り率 (BER) が低くなり、最終的にスペクトル利用率が向上します。

結論は
偏波は重要なアンテナ特性ですが、見落とされがちです。直線偏波（水平および垂直を含む）、斜め偏波、円偏波、および楕円偏波がさまざまな用途に使用されます。アンテナが達成できるエンドツーエンドの RF パフォーマンスの範囲は、アンテナの相対的な向きと配置によって異なります。標準アンテナはさまざまな偏波を持ち、スペクトルのさまざまな部分に適しており、ターゲット アプリケーションに最適な偏波を提供します。