天線極化的基礎(chǔ)知識(shí)

來源：雷達(dá)通信電子戰(zhàn)

平面波的極化被定義為在一個(gè)固定點(diǎn)處瞬時(shí)電場(chǎng)的軌跡圖，是描述天線輻射電磁波矢量空間指向的參數(shù)。雷達(dá)和通信中最常遇到的極化方式有：線極化(垂直/水平)，圓極化(左旋/右旋)和橢圓極化(左旋/右旋)。天線在給定方向處的極化定義為天線在那個(gè)方向上所輻射的波的極化。

線極化

上圖中的任何一個(gè)極化都可以被旋轉(zhuǎn)一個(gè)任意的角度。以線極化為例，定義兩個(gè)電場(chǎng)分量之間的相位為

當(dāng)相位差為nπ時(shí)即是線極化。如果Ey=0，極化沿x軸方向；Ex=0，極化沿y軸方向；Ex=Ey時(shí)，n為0,1,2...，wt=nπ時(shí)為斜極化。

圓極化

當(dāng)相位差δL=π/2并且Ex=Ey時(shí)即為圓極化。假定波是從頁面內(nèi)向外傳，滿足右手螺旋定則的是右旋圓極化，也就是右手大拇指指向外，四指指向旋轉(zhuǎn)方向的是右旋圓極化，反之為左旋。

橢圓極化

橢圓極化的定義和圓極化一樣，不過Ex不等于Ey，用右手螺旋定則同樣可以判定左旋橢圓極化和右旋橢圓極化?？梢钥闯?，電場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)在空間形成橢圓軌跡。

一般來說，發(fā)射天線的極化是其輻射的波在遠(yuǎn)場(chǎng)的極化，而接收天線的極化是入射平面波的極化。

極化損耗因子(PLF)

當(dāng)接收天線的極化和入射平面波的極化不一致，會(huì)導(dǎo)致接收損耗。極化損耗因子有時(shí)也被稱為極化效率，它是兩個(gè)單位矢量的點(diǎn)積，這兩個(gè)單位矢量分別是天線極化和入射波單位矢量。兩個(gè)單位矢量之間的夾角若不為零，則會(huì)產(chǎn)生極化損耗。若夾角為90°，即正交情況下，極化損耗最大。

對(duì)于圓極化，PLF=1/2，即PLF[dB]=10log10(0.5)=-3dB。

由于電磁波的傳播特性，需要根據(jù)應(yīng)用的要求來選擇合適的天線極化方式，以獲得最佳的效果，包括干擾或抗干擾。

審核編輯：湯梓紅