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【IEEE WCET】WEBOK 4.3.5 Polarization

IEEE WCETのテキストWEBOKをまとめていきます。

まずは得意分野であるアンテナ・電波伝搬の分野から。


A Guide to the Wireless Engineering Body of Knowledge (WEBOK)A Guide to the Wireless Engineering Body of Knowledge (WEBOK)
(2009/04/13)
IEEE Communications Society

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4 Radio Frequency Engineering, Propagation and Antennas
4.3 Antennas
4.3.5 Polarization 偏波


偏波とは、電磁波における電界の向きを表す。
偏波は、直線偏波(Linear Polarization: LP)、楕円偏波(Elliptical Polarization: EP)、円偏波(Circular Polarization: CP)に大別される。

直線偏波とは、電界の振動の向きが直線になるものをいう。
直線偏波には、垂直偏波、水平偏波、あるいは45°傾いた偏波などがある。
ダイポールアンテナやモノポールアンテナが直線偏波アンテナの代表である。
垂直偏波アンテナは水平偏波の信号を送受信できない。このときの水平偏波は交差偏波(Cross-polarization)と呼ばれる。

円偏波とは、電界の向きが回転しており、その軌跡が円になるものをいう。
円偏波には、電界の向きの回転方向により、右旋円偏波(Right-Hand Circular Polarization: RHCP)、左旋円偏波(Left-Hand Circular Polarization: LHCP)がある。
ヘリカルアンテナが円偏波アンテナの代表である。
右旋円偏波アンテナは左旋円偏波の信号を受信できない。このとき左旋円偏波は交差偏波である。

楕円偏波とは、電界の向きが回転しており、その軌跡が楕円になるものをいう。
楕円偏波には、右旋楕円偏波、左旋楕円偏波がある。
直線偏波と円偏波は楕円偏波の特殊な例といえる。
軸比(Axial Ratio: AR)が∞のものが直線偏波であり、ARが1のものが円偏波である。

無線システムにおいては偏波のミスマッチが問題になる。
直線偏波アンテナは円偏波の信号を受信することができるが、偏波のミスマッチにより3dBのロスが発生する。
同様に、円偏波アンテナは直線偏波の信号を受信することができるが、3dBのロスが発生する。
それゆえ、送信アンテナと受信アンテナの偏波は一致させる必要がある。


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