极化是天线中非常重要的参数,也是基本的知识点,一般介绍天线入门,极化是最需要了解的部分。在这里稍作简单介绍。

一、各类极化模式

具体极化的定义就不多写了,下面是几种常见的天线极化,在了解它的意义之前,可以知道一下。

【垂直极化】【水平极化】【±45°极化】

天线极化角是什么(天线极化的判定和实际意义)(1)

天线在远场条件下辐射的都是横电磁波,电场矢量的方向和磁场垂直,且同时垂直于传播方向。如果电波的电场方向垂直于地面,就是垂直极化,水平以及±45°极化同理。

【椭圆极化】

天线极化角是什么(天线极化的判定和实际意义)(2)

若无线电波极化面与大地法线面之间的夹角从0~2π周期地改变,且电场矢量末端的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个椭圆时,称为椭圆极化。

【双极化】

天线极化角是什么(天线极化的判定和实际意义)(3)

组合了垂直和水平或 45°和-45°两副极化方向相互正交的天线并同时工作在收发双工模式下,可以节省单个定向基站的天线数量。

二、天线极化的判定

水平和垂直极化比较好判定,根据上述的定义,比如以现有的基站天线为例子,是以大地做为参考面,垂直极化说明基站天线辐射单元的电流方向是垂直地面的,而水平极化的天线辐射单元的电流方向是平行地面。在仿真模型中,选择的坐标系中,观看天线辐射单元的电流方向,很容易看出极化方式。

圆极化判定主要的是看轴比,轴比小于3dB就可以看成是圆极化,但是这儿所说的小于3dB不是指的天线360°上都小于3dB,而是指的辐射范围内的轴比小于3dB。

轴比的定义是椭圆长轴和短轴之比,根据定义我们也能看出,轴比能判定是否是圆极化,但是没法判定是左旋还是右旋,也不能判定是x方向或y方向的线极化,具体想要看是哪种极化,就要用HFSS里的极化方向图去看了。

三、天线极化的意义

1、最重要的一点,天线的架设方向必须符合极化方向,所以它决定了天线的收发设置。垂直线极化不能接收水平线极化;左旋的不能接收右旋的。

2、第二个意义是第一个意义的延伸,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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