Polarisation

polarization

  1. Polarisation von Licht.

    Lichtschwingungen und elektromagnetische Wellen breiten sich in ihrer Wellenbewegung in beliebigen Schwingungsebenen aus. Mit der Polarisation ist es möglich die Schwingungen so auszufiltern, dass ihre Ausbreitung nur in einer Schwingungsebene erfolgt. Mit dieser Technik ist es möglich den verschieden polarisierten Schwingungen einzelne Zustände oder Informationen zu geben.

    Unpolarisiertes Licht beim Durchgang durch verschiedene 
     Polarisationsebenen
    Unpolarisiertes Licht beim Durchgang durch verschiedene Polarisationsebenen lexikon, kompendium, computer, it, elektronik

    Die Polarisation kann durch Reflexion erfolgen, das setzt einen bestimmten Reflexionswinkel voraus, bei dem die Schwingungsrichtung des reflektierten Lichtstrahls in einer Ebene ausgerichtet ist. Sie kann ebenso durch Absorption erfolgen. Bei dieser Polarisationstechnik werden Farstoffmoleküle so ausgerichtet, dass sie das Licht nur in einer Ebene durchlassen, in den anderen Ebenen hingegen absorbieren. Und als dritte Polarisationstechnik ist die Streuung zu nennen. Die Streuungstechnik basiert darauf, dass feinste Staubpartikel oder andere Teilchen Licht polarisieren können.

    Beispiele für angewandte Polarisationstechniken sind Displays auf Flüssigkeitsbasis, wie die TN-Technologie, Polarisationsbrillen, in der Fotografie eingesetzte Polarisationsfilter oder die HF-Übertagung, bei der die horizontal und vertikal polarisierten Mikrowellen für unterschiedliche Kanäle genutzt werden.

  2. Polarisation von elektromagnetischen Wellen.

    Bei der Funkübertragung stehen das elektrische Feld (E-Feldlinien) und das magnetische Feld (H-Feldlinien) rechtwinklig zueinander. Als Polarisation ist die Richtung des elektrischen Feldes definiert. Dieses kann vertikal ausgerichtet sein und steht damit senkrecht zur Erdoberfläche, oder horizontal und ist parallel zur Erdoberfläche. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von linearer Polarisation. So benutzt beispielsweise der konventionelle Rundfunk mit Amplitudenmodulation eine vertikale Polarisation, wohingegen die Funkwellen für UKW-Rundfunk und TV-Übertragungen in den meisten Ländern horizontal polarisiert sind, was man an der Antennenlage erkennen kann. Die vertikale Polarisation eignet sich besser für den mobilen Empfang, da die Antennen senkrecht angebracht werden und auch Stabantennen genutzt werden können. Die lineare Polarisation kann ebenso schräg in einem bestimmten Winkel von plus oder minus 45° erfolgen.

    Wellen können sich aber nicht nur vertikal und horizontal ausbreiten, sondern auch kreisförmig. Von der Antenne aus betrachtet kann sich die Welle im Uhrzeigersinn oder in entgegengesetzter Richtung drehen. Man spricht dann von zirkularer Polarisation oder Zirkularpolarisation, diese kann rechts- oder linksdrehend sein, Right Hand Circular Polarisation (RHCP) oder Left Hand Circular Polarisation (LHCP).

    Horizontale und vertikale Polarisation von elektromagnetischen Wellen
    Horizontale und vertikale Polarisation von elektromagnetischen Wellen lexikon, kompendium, computer, it, elektronik

    Zirkular polarisierte Wellen werden mit zwei rechtwinklig aufeinander stehenden Antennen erzeugt, die zwei um 90° phasenverschobene Sendesignale abstrahlen. Die Empfangsantennen müssen die gleiche Zirkularpolarisation haben, da ansonsten Verluste von 20 dB bis 30 dB entstehen. Eingesetzt wird die Zirkularpolarisation dort, wo sich die Empfangsantenne in ihrer Polarisationsebene ändert. Das kann dann sein, wenn die Empfangsantenne nicht stationär auf die Sendeantenne ausgerichtet ist, wie bei kontaktlosen Chipkarten, RFID und Funketiketten.

    Satellitenantennen können so aufgebaut sein, dass sie in einer Polarisationsart senden und empfangen oder aber in unterschiedlichen Polarisationsebenen senden und empfangen. Dadurch können mit einer Antenne unterschiedlich polarisierte Frequenzen übertragen werden. Antennen die Zirkularpolarisation wie RHCP und LHCP unterstützen, heißen orthogonale Antenne, da die Antennenelemente rechtwinklig zueinander stehen.

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