www.radartutorial.eu Radar Temelleri

Boynuz Işıma Elemanında Dairesel Polarizasyon

Besleme ile oluşturulan dairesel polarizasyon
Resim 1: Besleme ile oluşturulan dairesel polarizasyon

Aralarında 90° faz farkı bulunan iki ayrı sinyalin, birlikte bir dalga kılavuzu bölümüne beslenmesi ile bir boynuz ışıma elemanında dairesel polarizasyon elde edilebilir. Sinyal bileşenlerinden birinin 90° gecikmesi dairesel polarizasyona sebep olur.


Resim 2: Polarizasyon değiştirici plakalar

Doğrusal polarize edilmiş bir sinyal, bir eğik polarizasyon düzleminden geçerse benzeri şekilde bir dairesel polarizasyon meydana gelebilir. Polarizasyon düzlemi 45° döndürülmüş olduğundan, sinyallerden biri engelle karşılaşmaksızın geçebilirken, diğer bileşenin geçişi gecikir.

Bu polarizasyon değiştirme yöntemi bazı Cassegrain antenlerinde de kullanılır.)

Koaksiyel kablodan
45° döndürülmüş dalga
kılavuzuna geçiş

Dik yöne geçiş bölgesi

Resim 3: Bir dalga kılavuzu bölümünde polarizasyon değişmesi

Bir diğer yöntem, boynuz ışıma elemanının konumuna göre dalga kılavuzu bölümü beslenmesini 45° açıyla yapmaktır. Seçilen dik bileşenden birinin geciktirilmesi esasına dayanan başka yöntemlerde vardır.


Resim 4: Dalga kılavuzunda dikdörtgen kesitten yuvarlak kesite geçiş. Yuvarlak kesit konik yivli ışıma elemanına bağlantı için gereklidir.


Resim 4: Dalga kılavuzunda dikdörtgen kesitten yuvarlak kesite geçiş.
Yuvarlak kesit konik yivli ışıma elemanına bağlantı için gereklidir

Çeyrek Dalga Levhası

Resim 5: Elektromanyetik dalgalar için çeyrek dalga levhası

Resim 5: Elektromanyetik dalgalar için çeyrek dalga levhası

Bu iletken levhada olanları anlamak için elektromanyetik dalgaların elektrik alan hatları istikametinde önemli engel teşkil eden bir elektriksel iletkene çarptığında neler olduğunu hatırlamamız gerekir. Burada ilk defa sadece elektrik alanının hat çizgileri yönünde gerilmiş ince teller vardır. Bizim durumumuzda bu nesne dalga boyundan hayli büyüktür ve adeta bir yansıtıcı gibi çalışmaktadır. Bununla beraber geometrik uzunluğu eğer elektrik alan çizgilerine dikse o zaman sadece tellerin kalınlığı etken olacaktır. Bu telin kalınlığı dalga boyuna göre ihmal edilebilir seviyede küçüktür ve dalgaların yayılmasında herhangi bir etkisi olmaz.

Buna karşılık eğer bu tel yaklaşık 45° döndürülürse bu sefer elektromanyetik dalgalar iki bileşene ayrılır: Birinci bileşen yaklaşık 3 dB kadar zayıflayarak engeli geçer, diğer bileşen ise tellerde tutulur. Eğer tel nispeten ince ise bu bileşen kısmı yansır.

Eğer bu tel dalgaların yayılma yönünde daha büyük bir boyuta sahip ise (pratik olarak lamel biçiminde ise, Resim 5 e bakınız), o zaman bu iletken tarafından kapılan enerji bölümü yansımaz, aksine yayılım yönünde aktarılır ve orada tekrardan yayınlanır.

Bu her iki bileşenin yayılma hızları farklıdır: Dalgalar boşlukta yaklaşık ışık hızında yayılırken çeyrek dalga boyu plakadaki iletkende yayılan dalgaların hızı malzemeye bağlı olarak boşluktaki hızın yaklaşık 0,7 katı kadar olur. Eğer lamellerin eni ayarlı ise bu iletkende yayılan dalga bileşeni çeyrek dalga boyu kadar gecikir, o zaman bu iki bileşen binişerek bir dalga kılavuzunun birbirine 90° açıda yerleştirilmiş iki adet dipolden beslendiği durumda olduğu gibi bir dairesel polarizeli dalga meydana getirirler. Bu dairesel dalganın dönme yönü lamellerin birbirine göre +45° ya da -45° açıda konumlanıp konumlanmadığına bağlıdır. (Önemli: Lamellerin kalınlığı ¼λ değil, aksine bir bileşenin lamellerin genişliği üzerindeki gecikmesi ¼λ dır!)

Olay, bir sonraki plakada lameller 90° kadar döndürülürse tersine döner. Buna karşılık lamellerinin hepsi aynı şekilde yönlendirilmiş çok sayıda benzeri çeyrek dalga boyu plakalarda aşağıdaki durumlar ortaya çıkar:

  1. Bir doğrusal yatay polarizeli dalga, dairesel polarizeli dalgaya;
  2. Ardından bir ikinci plakada tekrar doğrusal ancak, bu kez dikey polarizeli bir dalgaya;
  3. Daha sonra bir üçüncü plakada ancak, bu kez dönme yönü 1. Maddedeki olanın tersi olmak üzere tekrar dairesel polarizeli dalgaya;
  4. Dördüncü plakada (yani bir bileşenin 360° gecikmesi) çıkış dalgasının polarizasyon türü ve –yönü tekrardan doğrusal ve yataydır.