Radar Temelleri

Boynuz Işıyıcılarla Dairesel Polarizasyon

Bir boynuz ışıyıcıda dairesel polarizasyon, aralarında 90° faz farkı bulunan iki ayrı işaretin, bir dalga kılavuzu bölümüne birlikte beslenmesi ile elde edilebilir. İşaret bileşenlerinden birindeki 90° lik gecikme dairesel polarizasyonu meydana getirir.

Bir doğrusal polarize edilmiş işaret, bir polarizasyon düzleminden geçerse, benzeri şekilde bir dairesel polarizasyon meydana gelebilir. Polarizasyon düzlemi 45° döndürülmüş olduğundan, işaretlerden biri engelle karşılaşmaksızın geçebilirken, diğer bileşenin geçişi gecikir.

(Bu polarizasyon değiştirme yöntemi bazı Cassegrain-antenlerinde de kullanılır.)

Eşeksenel kablodan
45° döndürülmüş dalga
kılavuzuna geçiş

Bir dik yönde
dönüştürme
yönteminin bölgesi ve bir
bileşenin gecikmesi

Resim 3: Bir dalga kılavuzu bölümünde polarizasyon değişmesi

Bir diğer yöntem, dalga kılavuzu bölümünün beslenmesini boynuz ışıyıcının konumuna göre 45° açıyla yapmaktır. Seçilen dik bileşenden birinin geciktirilmesi için başka yöntemlerde kullanılabilir.

Resim 4: Yuvarlak yivli boynuz ışıyıcı bağlantısı için dikdörtgen dalga kılavuzundan yuvarlak dalga kılavuzuna geçiş

Resim 4: Yuvarlak yivli boynuz ışıyıcı bağlantısı için dikdörtgen dalga kılavuzundan yuvarlak dalga kılavuzuna geçiş

Çeyrek Dalga Plakası

Resim 5: Elektromanyetik dalgalar için çeyrek-dalga-plakası

Resim 5: Elektromanyetik dalgalar için çeyrek-dalga-plakası

Bu plakada olanları anlamak için elektromanyetik dalgaların elektrik alan hatları yönünde dikkate değer uzantısı olan bir elektriksel iletkenle karşılaştığında neler olduğunu hatırlamamız gerekir. Her şeyden önce, elektrik alanın, alan çizgileri yönünde gerilmiş yalnızca ince, gerilmiş teller vardır. Bizim durumumuzda bu nesne dalga boyundan çok daha büyüktür ve adeta bir yansıtıcı gibi çalışmaktadır. Bununla beraber, geometrik uzunluğu eğer elektrik alan çizgilerine dik ise, o zaman sadece tellerin kalınlığı etkili olacaktır. Bu telin kalınlığı dalga boyuna göre ihmal edilebilir seviyede küçüktür ve dalgaların yayılmasında herhangi bir etkisi olmaz.

Eğer bu teller 45° döndürülürse, bu sefer elektromanyetik dalgalar iki bileşene ayrılır: Birinci bileşen en az 3dB kadar zayıflayarak engeli geçer, ikinci 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 (uygulamada lameller (çıtalar) biçiminde ise: Resim 5 e bakınız), o zaman bu iletken tarafından kapılan enerji bölümü yansımaz, aksine yayılım yönünde ilerler 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 si kadardır. Eğer lamellerin genişliği ayarlanabiliyorsa, bu iletkende yayılan dalga bileşeni çeyrek dalga boyu kadar gecikir, o zaman bir dalga kılavuzunun birbirine göre 90° açıyla yerleştirilmiş iki adet dipolle beslendiği durumda olduğu gibi, bu iki bileşen binişerek bir dairesel polarizeli dalga meydana getirir. Bu dairesel dalganın dönme yönü lamellerin birbirine göre +45° ya da -45° açıda konumlanıp konumlanmadığına bağlıdır. (Önemli hatırlatma: ¼λ lamellerin kalınlığı değil, daha ziyade bir bileşen bölümünün lamellerin genişliği üzerindeki gecikmesidir!)

Süreç, lamellerin takip eden bir plakada 90° döndürülmesiyle tersine çevrilebilir. Buna karşılık, lamellerinin tamamı aynı yöne hizalanmış olan birkaç çeyrek dalga plakası aşağıdaki etkiye sahiptir:

1. Bir doğrusal yatay polarizeli dalgadan, bir dairesel polarizeli dalgaya;
2. Ardından, bir ikinci plakada tekrardan doğrusal ancak, şimdi dikey polarizeli bir dalgaya;
3. Daha sonra bir üçüncü plakada, bu kez dönme yönü 1. maddedeki yönün tersine olmak üzere, burada yine dairesel polarizeli dalgaya;
4. Dördüncü plakada (uygulamada bir bileşenin 360° gecikmesinden sonra) çıkış dalgasının polarizasyon türü ve -yönü tekrardan doğrusal ve yataydır.