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天线的极化

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天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。人们规定:电场的方向就是天线极化方向。 极化形式可分为线极化波和圆极化波,线极化波又可分为水平极化和垂直极化波,圆极化波根据电场旋转方向不同又可分为左旋和右旋圆极化波。我国目前卫星信号方要采用线极化波。 极化的作用在于可以选择性地接收极化波,或是对极化波进行隔离。 垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收,水平极化波要用具有水平极化特性的天线 来接收。右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收,而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。 当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时,接收到的信号都会变小,也就是说,发生 极化损失。例如:当用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化波时,或者,当用垂直极化天线接收 +45° 极化或 -45°极化波时,等等情况下,都要产生极化损失。用圆极化天线接收任一线极化波,或者,用线极化天线接收任一圆极化波,等等情况下,也必然发生极化损失------只能接收到来波的一半能量。 当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时,例如用水平极化的接收天线接收垂直极化 的来波,或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时,天线就完全接收不到来波的能量, 这种情况下极化损失为最大,称极化完全隔离。
天线极化的调整 1、线极化与圆极化共存时,极化器的调整 对租用的国际通信卫星发射来的是右旋圆极化波,我国卫星发射的是水平极化波。从收租星改收我国卫星时,就得转动天线馈源中移相介质片,使之与水平面垂直,并调整矩形位置,使其波导输出口的窄边与水平面平行,这时就可以接收水平极化波。 2、只收线极化波时,极化器的调整 当我国不再租用国际通信卫星而使用我国自己发射的卫星时,应把移相器去掉。移相器是接收圆极化的部件,当接收线极化波时,即使使极化片与波导垂直(或水平),不移相也会产生损失,使天线噪声增加。所以在只收线极化波时可把移相极化介质去掉,并使矩形波导窄边平行水平面,以便使电场矢量平行于水平面的水平极化波进入波导。 由于星上发射下来的电波极化方式受地面站地理位置,卫星姿态等影响,有时可能稍微偏离水平极化,因此调整、安装时要微微左右转动一下馈源,直至接收机的电平指示最大,这时就达到了极化匹配的目的。
线极化波是指电磁波中电场矢量端点的运动轨迹为一条直线。电磁波中电场矢量方向与轨道平面垂直,即为垂直极化波;电场矢量方向与轨道平面平行,即为水平极化波,右旋极化波是符合右手定则的电磁波,左手圆极化波是符合左手定则的电磁波。 天线向周围空间辐射电磁波。电磁波由电场和磁场构成。人们规定:电场的方向就是天线极化方向。 极化形式可分为线极化波和圆极化波,线极化波又可分为水平极化和垂直极化波,圆极化波根据电场旋转方向不同又可分为左旋和右旋圆极化波。我国目前卫星信号方要采用线极化波。 极化的作用在于可以选择性地接收极化波,或是对极化波进行隔离。 垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收,水平极化波要用具有水平极化特性的天线 来接收。右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收,而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。 当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时,接收到的信号都会变小,也就是说,发生 极化损失。例如:当用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化波时,或者,当用垂直极化天线接收 +45° 极化或 -45°极化波时,等等情况下,都要产生极化损失。用圆极化天线接收任一线极化波,或者,用线极化天线接收任一圆极化波,等等情况下,也必然发生极化损失------只能接收到来波的一半能量。 当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时,例如用水平极化的接收天线接收垂直极化 的来波,或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时,天线就完全接收不到来波的能量, 这种情况下极化损失为最大,称极化完全隔离。
电场强度E的方向随时间变化的方式称为电磁波的极化(在物理学中称之为偏振)。根据E矢量的端点轨迹形状,电磁波的极化可以分为3种:线极化,圆极化和椭圆极化。
结论:
1)两个空间上正交的振幅相等的线极化波,可以合成一个圆极化波。
反之,亦然。
2)两个旋向相反,振幅相等的圆极化波可合成一个线极化波;
反之亦然。
3)两个旋向相反的圆极化波可合成一个椭圆极化波;

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