天线极化定义
天线参数的度量单位
天线参数的度量单位天线参数是描述天线性能的指标，包括增益、方向性、频率响应等。
这些参数通常以特定的单位进行度量，以便对天线进行准确的评估和比较。
下面将介绍几个常用的天线参数及其度量单位。
一、增益(Gain)增益是衡量天线辐射电磁波能力的重要参数，它表示天线相对于理想点源天线的辐射能力。
增益是以分贝(dB)为单位进行度量，通常用dBi表示。
例如，一个天线的增益为3dBi，意味着它相对于一个理想点源天线具有3dB的辐射能力。
二、方向性(Directivity)方向性是指天线在特定方向上辐射或接收信号的能力，它描述了天线辐射或接收模式的空间分布。
方向性通常用无量纲的方向图来表示，其中最大增益处对应的方向被定义为主瓣方向。
方向性也可以用分贝(dB)来度量，称为定向性因子。
例如，一个天线的定向性因子为10dB，表示它在主瓣方向上的增益是无方向性天线的10倍。
三、频率响应(Frequency Response)频率响应是指天线在不同频率下的辐射或接收能力。
它通常用功率或电压的响应值来表示，单位可以是瓦特(W)或伏特(V)。
例如，一个天线的频率响应为100W，表示它在特定频率下的辐射功率为100瓦特。
四、驻波比(VSWR)驻波比是评估天线匹配性能的重要指标，它表示天线输入端的驻波功率与匹配负载时的最小功率之比。
驻波比是无量纲的，通常用比值表示。
例如，一个天线的驻波比为1.5:1，表示驻波功率是匹配负载时最小功率的1.5倍。
五、极化(Polarization)极化是指电磁波的电场矢量相对于地面的方向。
常见的极化方式有水平极化、垂直极化等。
极化通常用线性极化度量，单位可以是分贝(dB)或无量纲的极化度。
例如，一个天线的极化度为20dB，表示它的极化效果比无极化天线好20dB。
天线参数的度量单位包括分贝(dB)、瓦特(W)、伏特(V)等。
这些参数和单位的准确描述和度量，有助于科学家、工程师和无线通信领域的专业人士对天线性能进行准确的评估和优化。
天线理论与设计
3.轴向模螺旋天线上沿螺旋线行进的行波的相速度比在 自由空间时平面波的速度 （大或小），这种螺旋线 导行的波被称为 。 4.根据第六章宽带天线所学内容说出三种具有宽带特性的 天线型式： ， 和 。
10.天线辐射方向图,按不同辐射特性主要定义为 方向图,二者关系的数学表示是 。
概念原理复习
11.发射天线是垂直极化，接收天线为水平极化，则极化失配 因子等于 ；发射天线是圆极化，接收天线为水平极化， 则极化失配因子等于 。 12.均匀激励等间距线阵，当N较大时第一副瓣电平趋于 余弦渐削分布的旁瓣电平为 dB。 13.天线的远区场角分布与 无关,电场与磁场满随着振子长度的增加,方向性系数 方向图开裂,方向性系数急剧下降。 15．等幅同相二元阵间距大于
,但振子长度超过
方向图将出现多瓣。
概念原理复习
三、试叙述微带贴片天线的结构，辐射机理及其优缺点。 四、试叙述八木－宇田天线的结构及其工作原理。 五、试叙述对数周期振子阵的结构及辐射机理。
概念原理复习
相似原理（缩比原理）: 指天线的所有尺寸和工作频率（或波长）按相同的比例 变化，天线的性能将保持不变。（换言之，若天线的电 尺寸保持不变，天线的性能也将不变。）
方向性系数:最大辐射方向上的方向性值
概念原理复习
一、填空题
1.根据天线产生场的特性可以将离天线从近到远的空间 区域划分为 、 和 三个场区。一般天线方向图 是在 场区定义。
六、利用一在轨卫星上36 dB增益的天线，以点波束指向最远2000km外地 球上的用户，系统在频率3GHz时能发射的功率最大可达7W。如果用户的 2 dB增益天线指向卫星，为使其在最大距离处至少收到100dBm功率， 求卫星所需的发射功率，且系统发射功率是否满足所需功率要求？
天线的极化角
天线极化角：重要性及其影响一、什么是天线的极化角天线的极化角是指电波传播时，天线接收到的电磁波的传播方向，这个方向会影响到信号的强度，也就是信号接收的质量。
它是由电磁波的传播方向和天线的接收方向之间的夹角决定的。
比如，当发射一条垂直极化的电磁波时，如果接收天线的极化角也是垂直的，那么信号的接收质量就会比较好；但如果接收天线的极化角是水平的，那么信号的接收质量就会大打折扣。
另外，天线的极化角也可以影响到信号的传播距离。
例如，当天线的极化角是垂直的时，电磁波传播的距离会比水平极化的电磁波传播的距离要远。
总之，天线的极化角对于电磁波的传播有着重要的影响，它不仅可以影响到信号的接收质量，还可以影响到信号的传播距离。
因此，在安装和使用天线的时候，要特别注意天线的极化角，以便获得最佳的信号传播效果。
二、极化角对天线性能的影响极化角对天线性能的影响是巨大的。
它可以影响天线的发射功率，信号的质量，以及接收信号的质量。
首先，极化角可以影响天线的发射功率。
如果极化角与发射天线不一致，发射功率会大大降低，从而影响信号的传播距离。
例如，一个水平极化的发射天线发射一个垂直极化的信号，发射功率会大大减少，这样信号的传播距离会大大缩短。
其次，极化角也会影响信号的质量。
如果极化角不匹配，信号的质量会受到影响。
例如，一个垂直极化的发射天线发射水平极化的信号，信号会受到衰减，从而影响信号的质量。
最后，极化角也会影响接收信号的质量。
如果极化角不匹配，接收信号的质量会受到影响。
例如，一个水平极化的接收天线接收垂直极化的信号，接收信号的质量会受到影响，从而影响信号的传输质量。
总之，极化角对天线的性能有着重要的影响。
它可以影响天线的发射功率，信号的质量，以及接收信号的质量。
因此，在使用天线时，要确保极化角与发射天线和接收天线的极化方向一致，以确保信号的质量和传输距离。
三、极化角的测量方法极化角是一种重要的光学参数，它描述了光的极化方向，并且可以用来测量光的极化状态。
极化角定义
卫星接收天线的极化角通常，对于卫星广播和卫星通信中使用的线极化方式有两种不同的定义方法：（1） 倾斜线极化( canted linear polarization)定义垂直极化矢量垂直于卫星天线波束中心的轴线，并且位于该轴线和波束中心当地的铅垂线所构成的平面之内。
定义水平极化矢量垂直于卫星天线波束中心的轴线，并且位于波束中心当地的地平面之内。
（2）赤道线极化( equatorial linear polarization)定义垂直极化矢量垂直于卫星天线波束中心的轴线，并且位于该轴线和地球地轴所构成的平面之内。
定义水平极化矢量垂直于卫星天线波束中心的轴线，并且位于地球的赤道平面之内。
通常广播卫星采用赤道线极化的定义，同时我们可以看出线极化与卫星天线波束中心的位置密切相关的。
极化角不是按360度计算的. 它是从0度按顺时针方向递增到+180度为止; 和从0度按逆时针方向递增到-180度为止. +-0度在同一个位置上, +-180度也在同一个位置上.极化角的计算公式是：P = arc tg (sin Δφ / tgθ ), 式中Δφ为接收地点经度与卫星定点经度之差，θ为接收地点的纬度值，显然当Δφ = 0时，极化角P = 0，如本地经度为128度，接收128度日本JCSA T-3卫星时，极化角为0度，除此之外均存在一定的倾角。
当计算结果为负值时，表示的是接收南偏西的卫星，此时高频头应逆时针旋转（人面对天线接收面调整）；极化角为正值时，表示接收的是南偏东的卫星，高频头应顺时针旋转，即顺转为正，逆转为负，一定不要搞混。
还可简记为：不管天线原来在什么位置，只要天线向东转，调整极化角时，高频头一定顺时针旋转，反之亦然。
国内或区域卫星一般都是线极化，线极化分为水平极化（以E‖表示）和垂直极化（以E⊥表示）。
地面接收天线极化的定义是以卫星接收点的地平面为基准，天线馈源（或极化器）矩形波导口窄边平行于地平面，则电场矢量平行于地平面，定义为水平极化；反之馈源矩形波导口窄边垂直于地平面定义为垂直极化如图3所示。
卫星天线的方位、仰角、极化角
卫星天线的方位、仰角、极化角要进行卫星接收，关键点是卫星接收天线的定位，它包括：天线的方位角、仰角和馈源的极化角这三大参数。
1、方位角从地球的北极到南极的等分线称为经线（0－180度），把地球分为东方西方，偏东的经线称为东经，偏西方的经线称为西经。
从地球的东到西的等分线称纬线（0－90度），把地球分为南北半球，以赤道为界（赤道的纬度为0），北半球的纬线称北纬，南半球的纬线称南纬。
我国处于北半球的东方，约在东经75－1 35度，北纬18－55度之间。
所有的广播电视卫星都分布在地球赤道上空35786.6公里的高空同步轨道的不同经度上，平时我们惯称多少度的卫星，这个度指的是地球的经线。
卫星在地球上的投影称为星下点，它是位于赤道上，经度与卫星经度相同的地方。
如亚太6号卫星的星下点是位于赤道上的东经134度的位置。
我们在寻星时，如果你所在的地方（北半球）的经度大于星下点的经度，那么天线的方位角必定时正南（以正南为基准）偏西，反过来，如果你所在的位置的经度小于星下点的经度，那么天线的方位角是正南偏东。
卫星天线的方位角计算公式是：A＝arctg｛tg(ψs－ψg)/sinθ｝----------(1)公式（1）中的ψg是接收站经度，ψs为卫星的经度，θ为接收站的纬度。
图1是卫星的方位角示意图。
方位角的调整方法很简单，首先用指南针找到正南方，天线方向正对正南方，如果计算的角度A是负值，则天线向正南偏西转动A度，如果A是正值，则天线向正南偏东方向转动A度。
即可完成方位角的调整。
2、仰角仰角是接收站所在地的地平面水平线于天线中心线所形成的角度，如图2所示。
仰角的计算公式是：. -----------------⑵仰角的调整最好是用量角器加上一个垂针作成的仰角调整专用工具进行调整。
方位角和仰角的调整顺序是，先调整好仰角，在调整方位角。
3、极化角国内或区域卫星一般都是线极化，线极化分为水平极化（以E‖表示）和垂直极化（以E⊥表示）。
极化天线的工作原理,原理图
极化天线的工作原理,原理图
极化天线的工作原理图
图12 是极化天线的工作原理图，图12a 和图12b 表示天线在电场中被感应产生极化的两种不同情形。
所谓极化就是导体或物体在电场力的作用下产生带电，这种带电是极化带电，即：导体或物体的一端带正电，而另一端带负电。
一般地说，导体或物体被极化带电，只是两端带电，而中心点是不带电的。
由于，极化天线的电场是一个交变电场，所以，天线总是在图12a 和图12b 之间来回变化。
12a 和图12b 最左边的图形是表示电场方向和天线的电荷分布曲线，中间图形表示载流子在极化天线中流动，右边图形表示天线的等效电路。
天线来回极化的工作原理可以等效成一个串联谐振电路，当天线在电场力的作用下被极化带电时，它又相当于一个电容在充电；当天线中的载流子在电场力的作用下来回移动时，它又相当于一个电感，并且在天线的周围会产生磁场。
当天线谐振电路产生谐振时，在天线串联谐振电路中会产生很大的谐振电流和很高的谐振电压(假设谐振电路的品质因数非常高)，但实际使用的测量天线品质因数都不高，因为天线还要输出能量，即：需要从天线中取出测试信号。
要想从天线中取出信号，可以通过高频信号线(双线)把两根天线串联起来，相当于电缆线连接在两根天线的中间，然后把高频信号线(双线)的另。
微带天线极化方式的实现
微带天线极化方式的实现微带天线是一种常见的电子元件，主要由导体和介质构成。
其工作原理是利用导体上的电磁波模式，将电磁波从输入端传输到输出端。
由于微带天线的结构简单、制作成本低，且具备较高的性能特点，因此被广泛应用于通信、雷达、导航、遥感等领域。
微带天线的极化方式是指电磁波在微带天线中的传播方式。
一般可以有线极化、圆极化和椭圆极化等多种方式。
下文将重点介绍微带天线的三种极化方式、实现方法和优缺点。
1. 线极化线极化是微带天线最常见的极化方式之一，即电磁波场方向沿着天线的长度方向传播。
在实现过程中，可以采用多种形式的微带天线来实现线极化，如直线振子、螺旋形天线、贴片天线等。
直线振子是最简单的微带天线实现方式，由一个长度为λ/2 的金属条组成，天线的输入端与驱动电路相连。
而螺旋形天线则需要采用特殊的设计方法来实现，常用于卫星通信、天文学等领域，具有较好的方向性和频率选通特性。
贴片天线是一种新型线极化微带天线，具有良好的电子波束指向、占用空间小等优点，适用于移动通信、无线网络等领域。
线极化的优点是实现简单，频率范围广，但其问题是容易受到金属物体和建筑物的影响，因此其通信距离有限。
2. 圆极化相对于线极化，圆极化是一种复杂的微带天线极化方式，电磁波场方向沿着天线的周围方向传播。
在实现过程中，可以采用多种形式的微带天线来实现，如单极磁环天线、双极磁环天线、短馈线天线等。
单极磁环天线是一种基于磁场的圆极化微带天线，利用一根圆形的导体沿着天线长度方向，在导体表面上形成一个交变磁场。
双极磁环天线是在单极磁环天线的基础上，通过增加两个个圆环导体来实现电场的旋转。
短馈线天线是一种新型组合式天线，是由在短馈线和天线的交汇处加入一小段介质而特别设计的。
圆极化的优点是其波束方向具有良好的原型性，较好地克服了线极化天线受金属物体和建筑物的影响问题。
但其缺陷是实现方式复杂、频率范围有限等。
3. 椭圆极化椭圆极化天线是一种兼具线极化和圆极化优点的新型微带天线。
卫星天线方位角、仰角和极化角
卫星天线⽅位⾓、仰⾓和极化⾓1、⽅位⾓：通常我们通过计算软件或在资料中得到的结果应该是以正南⽅向为标准，将卫星天线的指向偏东或偏西调整⼀个⾓度，该⾓度即是所谓的⽅位⾓。
⾄于到底是偏东还是偏西，取决于接收地与欲接收卫星之间的经度关系，以我们所在的北半球为例，若接收地经度⼤于欲接收卫星经度，则⽅位⾓应向南偏西转过某个⾓度；反之，则应向东转过某个⾓度。
正南⽅向⽤指南针来测定，但是由于地理南极和地磁场南极并⾮完全重合，所以选好⽅位⾓之后还得做⼀些修正才有可能接收到最强的卫星信号。
2、仰⾓：是天线轴线与⽔平⾯之间的夹⾓。
正馈天线的轴线很明确，是⾼频头所在位置与天线中⼼的连线；偏馈天线的轴线就没那么明确了，我仔细观察了偏馈天线的结构和形状，得出结论：轴线应该与⽀撑KU头的L型杆基本平⾏。
后来我照此结论去调节偏馈天线的仰⾓，结果调了两天也收不到76.5的亚太2R。
⼀直调到怀疑⾼频头是不是坏了，都准备再邮购⼀个新的⾼频头了，但是在那天下午，我突发奇想，想利⽤太阳光来检查⼀下偏馈天线的焦点位置，于是将L型杆对准太阳（调节天线位置，使得L型杆的在地⾯上的影⼦汇聚成⼀点），结果发现被天线反射的太阳光并没有会聚于⾼频头所在位置，⽽是在其上⽅⼀点的位置（⽤⼿在该位置可以接受到会聚的太阳光线，也可以据此来判定天线的聚焦性能），然后将天线仰⾓减⼩，使得光线会聚点正好在⾼频头所在位置，测量刚才两个不同位置下L型杆与⽔平⾯之间的夹⾓相差有⼗度左右。
⾄此⽅才恍然⼤悟原先为什么找不到那该死的亚太2R了：我所在地接收该星的仰⾓应为30度，那么L型杆与⽔平⾯之间的夹⾓应该调成20度左右（我是这样调节的：在L型杆上拴⼀根下挂重物的细绳，⽤量⾓器测量该线与L型杆之间的夹⾓θ，则L型杆与⽔平⾯之间的夹⾓必为90-θ，即只要调节θ，使之等于70度就可以了），⽽我将L型杆与⽔平⾯之间的夹⾓调成30度，然后作正负5度左右的调整，当然就找不到星星了！将该⾓度修正之后，在计算好的⽅位⾓附近适当调整，表明信号质量的红条⼦马上就窜了出来！那时候的感觉怎⼀个“爽”字了得！3、极化⾓：⽬前我们所能收视的卫星信号⼤多采⽤所谓的线极化⽅式传送，可以在同⼀个转发器中传送两个相互垂直且互不影响的两个信号，通常这两个⽅向为⽔平（H）和垂直（V）两个⽅向，由于位于⾚道上空的卫星经度与接收地经度⼀般并不相同，所以卫星发出的⽔平或垂直极化波到达接收地后极化⽅向会发⽣变化，所变化的⾓度即是所谓的极化⾓。
天线的极化天线的极化
（二）基站天线
1、基站天线的分类 基站天线按照天线的辐射方向可以分为定向天线和全向天线（ 亦称无方向性天线）；根据调整方式可分为机械天线和电调天线； 根据极化方式可分为双极化天线和单极化天线。 全向天线的水平方向图为一个圆；定向天线的水平方向图为一 个确定的方向，辐射方向的范围用半功率角描述，角度越小，方向 性越尖锐。
二基站天线二基站天线2基站天线美化与伪装的应用二基站天线场景分类场景描述美化伪装方式广场视野开阔绿化较好周围建筑较少仿生树景观塔灯箱型街道人流量大车流量大话务量高要求天线高度不高灯箱型天线遮挡或隐蔽风景区绿化好景观优美仿生树景观塔商业区楼房密集楼房高度较高大楼造型丰富一体化天线广告牌变色龙外罩住宅小区低层住宅小区楼顶结构一般为斜坡楼房高度较低一体化天线特型天线高层住宅小区楼顶结构一般为平顶楼房高度较高方柱型外罩圆柱形外罩空调室外机外罩工厂区建筑物较低的工厂区水罐型外罩灯杆型外罩景观塔仿生树建筑物较高的工厂区广告牌方柱型外罩圆柱形外罩空调室外机外主干道路铁路高速公路国道等车流量大周围环境开阔天线高度较高仿生树景观塔广告牌
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（四）天线的技术指标
5、天线的倾角 当天线垂直安装时，天线辐射方向图的主波瓣将从天线中心开 始沿水平线向前。为了控制干扰，增强覆盖范围内的信号强度，即 减少零凹陷点的范围，一般要求天线主波束有一个下倾角度。 天线下倾有两种方式：机械的方式和电调方式。机械天线即指 使用机械调整下倾角度的移动天线，机械天线的天线方向图容易变 形，其最佳下倾角度为1°~5°；电调天线即指使用电子调整下倾 角度的移动天线，电调天线改变倾角后天线的方向图变化不大。
问题引入
• 移动通信网络为用户提供优质的无线接入服务于其特有 的工程技术是密切相关的。
• 那么移动通信中的天线是什么？无线电波在传播中有哪 些特点？
天线极化及其极化波接收
极化及其极化波接收线极化波是指电磁波中电场矢量端点的运动轨迹为一条直线。
电磁波中电场矢量方向与轨道平面垂直，即为垂直极化波；电场矢量方向与轨道平面平行，即为水平极化波，右旋极化波是符合右手定则的电磁波，左手圆极化波是符合左手定则的电磁波。
电磁波由电场和磁场构成。
人们规定：电场的方向就是天线极化方向。
极化形式可分为线极化波和圆极化波，线极化波又可分为水平极化和垂直极化波，圆极化波根据电场旋转方向不同又可分为左旋和右旋圆极化波。
我国目前卫星信号方要采用线极化波。
极化的作用在于可以选择性地接收极化波，或是对极化波进行隔离，垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收，水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。
右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收，而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。
当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时，接收到的信号都会变小，也就是说，发生极化损失。
例如：当用+ 45°极化天线接收垂直极化或水平极化波时，或者，当用垂直极化天线接收+45°极化或-45°极化波时，等等情况下，都要产生极化损失。
用圆极化天线接收任一线极化波，或者，用线极化天线接收任一圆极化波，等等情况下，也必然发生极化损失------只能接收到来波的一半能量。
当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时，例如用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波，或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时，天线就完全接收不到来波的能量，这种情况下极化损失为最大，称极化完全隔离。
圆极化信号是一些早期发射的卫星广泛采用的一种极化方式(例如俄星、日星等多采用这种方式)，而目前卫星上的多数下行信号均采用线极化方式。
圆极化相对于线极化最主要的优点是接收时不用调整极化角，也就是说基本不用细调。
所谓圆极化是指电磁波在传送过程中以螺旋旋转的方式传播，其旋转方向决定其极化方式。
以顺时针方向旋转传播的电磁波称之为右旋圆极化，许多资料和频道表上面都以字母Ｒ标识；以逆时针方向旋转传播的电波称之为左旋圆极化，许多资料或频道表上面都以字母L标识.国内很难寻找到专用的圆极化馈源和高频头。
微带天线圆极化技术概述与发展
微带天线圆极化技术概述与发展
微带天线是一种基于微带电路技术制作的天线，也被称为平面微带天线或PCB天线。
它通常由金属片和绝缘材料组成，在微带电路板上制作而成。
微带天线在无线通信、雷达系统、卫星通信等领域有广泛的应用。
微带天线的极化方式包括线极化和圆极化。
线极化是指天线辐射的电磁波的电场方向与地面平行，可以分为水平极化和垂直极化。
而圆极化是指电磁波的电场在垂直平面上既有水平分量也有垂直分量，可以分为右旋圆极化和左旋圆极化。
微带天线的圆极化技术发展主要经历了以下几个阶段：
1. 传统微带圆极化天线：最早的微带圆极化天线采用了传统的反射器结构或补偿结构，以实现天线的圆极化。
这种天线结构复杂，功耗大，且性能受到限制。
2. 偏振转换器：为了简化天线结构和提高性能，研究者开始将偏振转换器应用于微带天线中。
偏振转换器可以将线极化信号转换为圆极化信号，从而实现微带天线的圆极化。
3. 双模微带天线：双模微带天线是一种通过改变外接电路结构实现线极化和圆极化转换的技术。
通过切换两种工作模式，可以在线极化和圆极化之间灵活切换。
4. 印刷圆偏振器技术：印刷圆偏振器是一种新型的微带天线圆极化技术。
它基于圆偏振器的特殊设计，实现了简化的、紧凑
的圆极化天线结构，具有较好的性能和宽频带特性。
随着微带天线技术的不断发展，微带天线的圆极化技术也在不断创新和改进。
未来，随着无线通信技术的进一步发展，微带天线圆极化技术将继续优化，实现更高的效率和性能。
水平极化和垂直极化
水平极化和垂直极化
Introduction
1. 水平极化
水平极化是指一种天线的特性，即只有水平极化的波束才可以进入天线，而垂直极化的波束不能受到天线的感应。
水平极化的波束向上被称为地平线极化，即竖直的方向被定义为水平方向。
实现水平极化的最佳结果是发射一个正方向的波在垂直于发射面的方向，然后在接收天线上，也只能接收水平极化的波。
2. 垂直极化
垂直极化是指天线只能接收垂直极化的信号，而不能接收水平极化的信号。
由于多个电磁波会进入固定的天线，因此可以通过调节天线的极化模式来避免因不同类型的电磁波干扰而导致接收信号质量下降。
垂直极化被定义为天线面上垂直于发射面的方向，接收波只能以垂直极化的方式传播。
Conclusion
水平极化和垂直极化是天线技术中来自同一波段信号的接收方式。
水平极化是指只有水平极化的波可以进入天线，而垂直极化的波束不能受到天线的感应；垂直极化是指天线只能接收垂直极化的信号，而不能接收水平极化的信号。
垂直极化被定义为天线面上垂直于发射面的方向，接收波只能以垂直极化的方式传播。
通过使用水平极化和垂直极化技术，可以抑制不同类型的电磁波对接收信号质量的影响，从而实现更加高效的通信过程。
垂直水平极化天线内部结构
垂直水平极化天线内部结构摘要：1.垂直水平极化天线的定义与原理2.垂直水平极化天线的内部结构3.垂直水平极化天线的应用领域正文：【1.垂直水平极化天线的定义与原理】垂直水平极化天线，简称垂直天线，是一种能够在垂直方向上发射和接收电磁波的天线。
与水平极化天线相比，垂直天线具有更好的信号接收性能，因为它可以接收到来自各个方向的信号，而水平极化天线只能接收水平方向的信号。
垂直天线的原理是利用电磁波在垂直方向上的传播特性，通过调整天线的结构和参数，使得电磁波能够在垂直方向上产生最大的辐射。
同时，垂直天线也能够有效地抑制水平方向上的电磁波辐射，从而提高信号接收的质量和稳定性。
【2.垂直水平极化天线的内部结构】垂直天线的内部结构主要包括天线振子、反射器、馈电线等部分。
天线振子是垂直天线的核心部件，它负责产生和辐射电磁波。
天线振子通常由一个垂直放置的金属棒或金属片组成，可以通过调整其长度、宽度、形状等参数来实现对电磁波的调控。
反射器是垂直天线的一个重要组成部分，它位于天线振子的上方，负责反射和聚焦电磁波。
反射器的作用是将天线振子产生的电磁波反射回天线振子，并使其在垂直方向上产生最大的辐射。
馈电线是连接天线振子和反射器的传输线路，负责传输电磁波信号。
馈电线的设计要求低损耗、高隔离，以保证电磁波信号的传输质量和稳定性。
【3.垂直水平极化天线的应用领域】垂直天线广泛应用于通信、广播、导航等领域。
在通信领域，垂直天线被广泛应用于移动通信、卫星通信、无线电通信等系统中，因为它可以提供更好的信号接收性能和更大的覆盖范围。
在广播领域，垂直天线被用于广播电视、调频广播等系统中，因为它可以提供更稳定和更清晰的信号。
天线的极化与波束形成的简单实例
郭远明
天线的极化
电偶极子天线
E面
H面
E面
H面
天线的极化
电磁波的传播方式
麦克思维方程组
天线的极化
▪ 定义：该天线在给定空间方向上远区无线电波的极化，通常指其最 大辐射方向上波的极化。
水平极化 电场方向 垂直极化 种类
线极化
电场终端轨迹 圆极化 椭圆极化 右旋椭圆极化 天线极化与来波方向一致称作极化匹配，否则为极化失配，设角度 为ɑ，则失配因子为cos(ɑ) 左旋椭圆极化
▪根据不同坐标基下坐标矢量之间可得到电场 矢量在直角坐标中的坐标矢量为：
▪根据电场磁场以及坡印廷矢量间的关系有：
▪磁场矢量在直角坐标系中的坐标矢量为：
▪因此电场磁场在直角坐标系中的坐标矢量为：
电磁波的极化及其几何表征
•电磁波的极化信息主要取决于等相位面上的 两个正交方向的幅度比和相位差 旋转矩阵
椭圆率矢量
电磁波的极化及其相位表征
• 相位描述子，复电场矢量可表Fra bibliotek为：• Y方向电场幅度与X方向幅度之比
• Y 方向电场和X方向电场的相位差
空间电磁信号极化域-空域联合表 征
电磁波的极化及其相位表征
极化敏感阵列的定义及结构
▪空间电磁信号是矢量信号，是六维复矢量， 如果传感器阵列能够获得电磁矢量的全部或者 部分（至少高于一维），则称为极化敏感阵列
极化敏感阵列的性能优势
❶较强的抗干扰能力 ❷稳健的检测能力 ❸较高的分辨能力 ❹极化多址能力
电磁波的极化及其表征
• 设单色T瞬时值EM波沿+z方向传播，则有： 瞬时值
不同天线类型的极化原理
不同天线类型的极化原理一、引言无线通讯技术的快速发展使得通信系统对天线性能的需求越来越高，天线的极化类型在此背景下显得尤为关键。
天线的极化类型主要包括线极化和圆极化两种类型。
线极化又可分为垂直极化和水平极化。
不同的极化类型在不同的应用场景下具有不同的优势和劣势。
本文将分别阐述线极化和圆极化的原理和应用场景。
二、线极化线极化是一种较为常见的天线极化类型，也是目前应用最广泛的一种。
线极化分为两种类型：垂直极化和水平极化。
1.垂直极化原理垂直极化是指电磁波在空间中的电场矢量垂直于地面的一种天线极化类型。
一般电视、电台和移动通信系统中的基站都采用垂直极化，因为这种极化在水平面上传输距离更远和相对稳定。
图1 垂直极化在图1中，发射天线所产生的电磁场垂直于天线的方向，也就是垂直于地面。
在接收端，接收天线所接收到的信号的电场矢量也应该是垂直于地面的。
2.水平极化原理水平极化是指电磁波在空间中的电场矢量平行于地面的一种天线极化类型。
一般无线麦克风、雷达和天空信号接收器等应用采用水平极化。
图2 水平极化在图2中，发射天线所产生的电磁场平行于天线的方向，也就是平行于地面。
在接收端，接收天线所接收到的信号的电场矢量也应该是平行于地面的。
三、圆极化除了线极化外，还有一种天线极化类型为圆极化。
圆极化是指电磁波在空间中的电场矢量作圆形运动的一种天线极化类型。
图3 左旋和右旋圆极化1.左旋圆极化和右旋圆极化圆极化分为两种类型：左旋圆极化和右旋圆极化。
其交替变化的次数每秒要达到一定的频率才能实现，这个频率叫做圆极化频率。
圆极化常用于卫星通信、无线电监测设备以及CT扫描仪等医疗设备中。
在图3中，左旋圆极化的电场矢量沿着逆时针方向旋转；右旋圆极化的电场矢量沿着顺时针方向旋转。
在通信过程中，若发射端以右旋圆极化方式工作，那么接收端必须使用左旋圆极化天线才能收到数据。
同样地，若发射端以左旋圆极化方式工作，那么接收端必须使用右旋圆极化天线才能收到数据。
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根据Ludwig 关于极化的第三定义，天线辐射场的主极化分量和交叉极化分量的方向矢R
ˆ和C ˆ可分别定义为： )cos sin (ˆ)sin cos (ˆˆϕϕϕϕϕθψψb e a b e a R
j j ′+′−+′+′=′′ (1) )sin cos (ˆ)cos sin (ˆˆϕϕϕϕϕθψψb e a b e a C
j j ′+′+′−′=′−′− (2) 若为反射面天线，极化参数),,(ψ′′′b a 的取值与馈源的极化参数),,(ψb a 相关，例如对于沿x
ˆ方向偏置的单反射面天线，由于反射场与入射场反相，),,(ψ′′′b a 的值可通过如下关系求得：
πψψ+=′=′=′,,b b a a (3)
即x
ˆ（或y ˆ）方向线极化的馈源产生x ˆ（或y ˆ）方向线极化的辐射场，左旋（或右旋）圆极化的馈源产生右旋（或左旋）圆极化的辐射场。
对于多反射面天线，),,(ψ′′′b a 的值要根据各反射面的具体偏置情况来确定。
表1给出了不同主极化和交叉极化定义时所对应的),,(ψ′′′b a 的取值。
表1不同极化定义所对应的极化参数值
确定了主极化和交叉极化的方向矢后，天线辐射场的主极化分量和交叉极化分量可分别表示为：
),(ˆ),(),,(ˆ),(ϕθϕθϕθϕθE C E E R E C R ⋅=⋅= (4)。