天线的极化与圆极化天线

 

理一下思路，本篇将要处理的几个问题

1、为什么卫星通信使用圆极化？           回答的问题：圆极化的特征与优点

2、什么是极化，确切的说是什么是电磁波的极化？ 回答的问题：电磁波极化的定义，极化的种类

3、天线圆极化的实现方法  

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补充问题：天线极化的作用，或者不同极化方式的使用场合

https://blog.csdn.net/pys123abc/article/details/89183271

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为什么卫星通信使用圆极化波？

电磁波在传播过程中遇到反射折射会引起极化方向偏转，这回导致在接受端电磁波的极化方向与天线的极化方向不同（极化失配）

圆极化波在雨、 雪天气中的衰减小， 穿透电离层能力强， 不受地球两极磁场产生的法拉第效应影响， 安装调试简单（不用调整极化），所以通常使用微带天线用于北斗导航系统 

圆极化波可以使用任意线极化天线接收，但是接收的功率只有同等圆极化天线的一半，为什么？

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天线极化：（axial ratio）

极化方向：电磁波在传波过程中最大辐射方向上的瞬时电场的方向，

根据电场强度矢量矢端的运动轨迹划分

线极化：天线辐射出的电磁波在一条直线上来回振动向前传播

圆极化/椭圆极化：天线辐射的电磁波绕传播方向沿着圆形或椭圆形路径转动向前传播

轴比：瞬时电场的轨迹为一个椭圆，该椭圆的长轴与短轴之比定义为轴比

 

简单的区分：圆极化AR为1，线极化AR为无穷大，椭圆极化则介于两者之间，

线极化又分为垂直极化和水平极化，线极化天线的姿势。。会影响信号的传播效率

圆极化分为左旋圆极化和右旋圆极化，虽然圆极化可以接收任意极化天线的信号但是左旋极化和右旋极化却不可以YY，，，

GPS的卫星发射天线为左旋圆极化，，

短波天线多为线极化

+/-45度极化的天线，基站天线LTE天线

 

交叉极化：交叉极化携带能量对主极化是一种损失，这里的主极化是什么呢，就是天线的主业，那么交叉极化就是不务正业了，，（与主极化相对的就是交叉极化）

 

 

 

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圆极化实现方法

产生条件：同时具有等幅正交(相位相差90度)的两个信号

 

i??: 利用多个线极化辐射单元来辐射圆极化波，每一个单元都是单点馈电，通过选择合适的位置将几个单元串联或并联起来，最后实现圆极化辐射。

i：常规的同轴馈电，单点馈电，使用同轴线馈电，通过馈电位置的选择产生两个极化正交，幅度相等相位差为90度的两个模式；

ii：微带馈电实现圆极化的方法；使用T功率分配器结构，该结构中T形枝节的两条支路有波长/4的波程差（相位差），两条支路分别激励两个幅度相等的正交模式；使用威尔金森功分器，同样是使用波长/4的微带传输线获得90度的相位差，区别是威尔金森功分器需要用隔离电阻确保两个输出度端口相互隔离，吸收不平衡额反射波

本篇中所讨论的皆为平面\微带圆极化天线，以下部分截取自古老的天线工程手册

iii：单馈点多边形圆极化微带天线

iv：多边形双馈点圆极化天线

v： 其它方式的圆极化天线，这里的城墙线方式目前没有找到参其它考