理解无线电波极化与天线极化

最近翻资料注意到一个“极化”的概念,对此不是很了解,所以上网查了查相关解答,总结如下:

天线极化方式

1、极化

据百度百科描述,极化 (polarisation),指事物在一定条件下发生两极分化,使其性质相对于原来状态有所偏离的现象。如分子极化(偶极矩增大)、光子极化(偏振)、电极极化等。它表征均匀平面波的电场矢量(或磁场矢量)在空间指向变化的性质,通过一给定点上正弦波的电场矢量E末端的轨迹来具体说明,光学上也称之为偏振。按电场矢量轨迹的特点它可分为线极化、圆极化和椭圆极化三种。

2、无线电波的极化

无线电波在空间传播时,其电场方向是按一定的规律变化的,这种现象称为无线电波的极化。无线电波的极化是由电场矢量在空间运动的轨迹确定的。如果电波的电场方向垂直于地面,我们就称它为垂直极化波。如果电波的电场方向与地面平行,则称为水平极化波。如下图所示:

极化方式

其他形式的极化波比如,以其传播方向作为z轴,将其运动轨迹往xy平面上做投影,投影为椭圆则为椭圆极化波;投影为圆则为圆极化波;投影为线段的,则为线极化波。

极化方式

3、天线极化

天线极化的概念与光学偏振相类似,光学偏振是通过胶片或玻璃来阻挡朝其它方向偏振的光线(即变的更暗),并同时允许偏振正确的光线通过。天线的极化是根据电磁辐射的朝向对电磁辐射进行发送和接收,天线的极化情况决定了对电磁辐射的收发性能。

天线极化的方式如上图所示,虽然存在多种极化类型,但主要分为线极化,圆极化和椭圆极化三种。射频天线通常为线极化或圆极化天线,而线极化天线又通常为垂直极化或水平极化天线,圆极化天线则为左旋或右旋圆极化天线。此外,还有一种常见的由线极化和圆极化通过复杂组合而形成的椭圆极化天线。
  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,因此圆极化常应用于卫星通信。

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