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为何必须考虑天线极化?
嘉兆科技 | 2019-07-01 11:52:17    阅读:137   发布文章

天线极化与光学偏振相类似,虽然都有个“极”字,但是其与北极天气无关,而是涉及根据电磁辐射的朝向对电磁辐射进行发送和接收。通过光学偏振,胶片或玻璃可阻挡朝某个方向偏振的光线(即变的更暗),并同时允许偏振正确的光线通过。这与天线相类似——天线的极化情况决定了其电磁辐射收发性能。

极化以电磁辐射电场分量的振荡平面为基础。如果电磁波的极化被天线极化旋转抵消,则该天线仅能捕获所述电磁波的一部分。因此,如果发射天线和接收天线以同一平面为基准平面,则为了实现通信链路的最佳效率,其极化方向应当相同。对某些应用情形,极化方向的选择还可借助其他物理现象。

虽然存在多种极化类型,但主要的为三种。射频天线通常为线极化或圆极化天线。线极化天线通常为垂直极化或水平极化天线,而圆极化天线为左旋或右旋圆极化天线。此外,还有一种常见的极化类型为由线极化和圆极化通过复杂组合而形成的椭圆极化。

线极化系统的极化损耗取决于线极化天线和电磁波的极化矢量之间的角度,而且最大极化损耗发生于两者之间呈45度角时。在45度的极化矢量偏转角度下,最大极化损耗为0.5(即3dB)。在圆极化或椭圆极化系统的情形下,极化损耗的计算更加复杂,而且最大极化损耗可高达30dB。这就是为什么可利用极化实现信号隔离及天线系统之间可发生干扰的原因。虽然存在极化损耗,但以不同方式极化的天线仍可从具有不同极化类型的电磁波中接收到信号。因此,极化可实现的信号隔离效果具有一定的限度。

在通常情况下,可根据应用要求,选择天线极化方式。不同应用可从不同的极化方式获得更佳效果。例如,由于垂直极化电磁波比水平极化电磁波更加易于穿过起伏不平的地貌,因此垂直极化天线在陆地移动通信用途中具有更佳表现,而水平极化方式在仰赖电离层且通常为长距离通信的用途中表现更好。此外,由于圆极化通常可更佳地缓解卫星定向偏移导致的衰弱,因此圆极化常用于卫星通信。

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