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常見問題

認識天線的極化

2019-07-02

轉載自網絡

 

01 什么是天線的極化?


電磁波的極化是指,在空間某位置上,沿電磁場的傳播方向看去,其電場矢量在空間的取向隨時間變化所描繪的軌跡。


理解極化前,首先要了解電磁波的基本原理。電磁波由電場(E 場)和磁場(H 場)組成,且單向運動,E 場和 H 場相互垂直,也與平面波傳播的方向垂直。

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極化是指從信號發射器的角度看 E 場平面,天線的極化定義為天線在最大增益方向上的電磁波的極化。

02-極化方式的分類:線極化,圓極化與橢圓極化

 

電磁波的極化定義是在某一個位置上電場軌跡隨時間的變化。這個軌跡可能是直線、圓或者橢圓。所以對于電磁波的極化來說。三種不同的軌跡分別對應三種不同的極化方式:線極化,圓極化和橢圓極化。

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線極化:

電場矢量沿著一條線做往復運動,稱之為線極化。

首先先說線極化,這種最簡單的極化方式可以是水平極化、垂直極化和某個角度的極化。

水平極化,電場將在水平平面內側向移動,以地面為參考,當電場方向與地面平行時,稱為水平極化。

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垂直極化,電場將在垂直平面內上下振蕩。當電場方向與地平面垂直時,稱為垂直極化。

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某個角度的極化:

當水平極化和垂直極化同時存在的時候。水平極化和垂直極化中電磁波相位相差0度或者180度時,合成的效果還是一個線極化。

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圓極化:

電場矢量的大小不變,其末端做圓周運動,稱之為圓極化電磁波。

分為左旋圓極化和右旋圓極化。

在這種模式下,E 場矢量代表的極化隨著信號的傳播而旋轉。當向右旋轉時(從發射器向外看),圓極化稱為右旋圓極化 (RHCP);當向左旋轉時,為左旋圓極化 (LHCP)。

一個 CP 信號由兩個異相的正交波組成。

生成 CP 信號需要三個條件。E 場必須由兩個正交分量;這兩個分量的相位必須相差 90 度,并且振幅相等。

橢圓極化:

電場矢量的大小隨時間變化,其末端的運動軌跡是橢圓,稱之為橢圓極化電磁波。分為左旋橢圓極化與右旋橢圓極化。

橢圓極化 (EP) 是 CP 的一種,橢圓極化波是由兩個線性極化波產生的增益,與 CP 波一樣。當兩個相互垂直的、振幅不等的線性極化波結合在一起時,就會產生橢圓極化波。

天線的極化判定主要的是看軸比,一般情況下,我們可以這么判定。軸比小于3dB就可以看成是圓極化,但是這兒所說的小于3dB不是指的天線360°上都小于3dB,而是指的輻射范圍內的軸比小于3dB。

軸比的定義是橢圓長軸和短軸之比,根據定義我們也能看出,軸比能判定是否是圓極化,但是沒法判定是左旋還是右旋,也不能判定是x方向或y方向的線極化,所以具體極化方式,需要通過專業極化方向圖進行判定。

左旋(橢)圓極化與右旋(橢)圓極化定義及判斷方法:

一個橢圓的或圓的極化波,它的電場向量在任一正交于傳播方向的固定平面內,沿著傳播方向觀察時,隨著時間沿右手(左手)或順時針方向(逆時針方向)旋轉。

判斷(橢)圓極化旋向的方法:右手拇指指向電磁波的傳播方向,四指指向電場旋轉的方向,符合右手定則的稱之為右旋(橢)圓極化;反之,符合左手定則的稱之為左旋(橢)圓極化。

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