天线极化及其极化波接收
电视接收信号线极化和圆极化的区别
卫星电视线极化和圆极化的区别对于线极化，当收信天线的极化方向与线极化方向一致（电场方向）时，感应出的信号最大（电磁波在极化方向上投影最大）；随着收信天线的极化方向与线极化方向偏离越来越多时，感应出的信号越小（投影不断减小）；当收信天线的极化方向与线极化方向正交（磁场方向）时，感应出的信号为零（投影为零）。
线极化方式对天线的方向要求较高。
当然在实际条件下，电磁波传播途中遇到反射折射，会引起极化方向偏转，有时一个信号既可以被水平天线接收，也可以被垂直天线接收，但无论如何，天线的极化方向常常是需要考虑的重要问题。
线极化天线如：C326013。
对于圆极化，无论收信天线的极化方向如何，感应出的信号都是相同的，不会有什么差别（电磁波在任何方向上的投影都是一样的）。
所以，采用圆极化方式，使得系统对天线的方位（这里的方位是天线的方位，和前面所提到的方向系统的方位是不同的）敏感性降低。
因而，大多数场合都采用了圆极化方式。
圆极化天线如C326003B。
打个形象的比喻，线极化类似弯曲在地面上爬行的蛇，圆极化类似蛇绕在木棍上绕行。
再打个比喻，你拿一根绳子，上下摆，绳子传递的波就是线极化形式的；不断地画圆，传递的波就是圆极化的。
卫星电视圆极化高频头和左右极化高频头有什么区别卫星的下行频信号一般有两种极化：线极化与圆极化，线极化又分为水平“H”极化和垂直“V”极化（这种很常见，比如普通的11300的都是属于这种线极化的高频头）；圆极化又分为右旋“R”极化和左旋“L”极化。
因此就有相对应极化的高频头：线极化高频头与圆极化高频头。
圆极化信号的卫星常见的是俄、韩、日三国的还有就是122KU的天浪，还有中星九号，圆极化信号的最大优点就是不须调整极化角。
在国内很难寻找到专用的圆极化馈源和高频头。
（注：现在已经有厂家制造的成品上市了。
）一般都是用线极化馈源高频头来接收圆极化波，但是直接用线极化馈源收视圆极化波信号要损失3DB。
用线极化馈源接收圆极化波常采用的是移相技术，把圆极化波转换成线极化波，这就是在普通线极化馈源中加装移相器，来实现圆极化广播卫星电视信号的正常接收。
[详解]天线的极化
![[详解]天线的极化](https://img.taocdn.com/s3/m/a2a50985dbef5ef7ba0d4a7302768e9951e76e3d.png)
天线的极化现在我们已经意识到偏振平面波电磁场，天线的极化是简单的定义。
天线的极化天线远场评估，所产生的辐射场的极化。
因此，天线往往列为“线性偏振”或“右手圆极化天线”。
这个简单的概念是很重要的天线通信天线。
首先，一个水平极化天线不会沟通与垂直极化天线。
由于互易定理，天线传输和在完全相同的方式接收。
因此，垂直极化天线发送和接收垂直两极化领域。
因此，如果试图传达一个垂直极化水平极化天线天线，将不设接待处。
在一般情况下，为两个相互旋转的线性极化天线一个角度(), 由于这种极化失配的功率损耗将描述极化损耗因子（PLF）：因此，如果两个天线有相同的偏振，其辐射电子领域之间的角度是零由于极化失配是没有功率损耗。
如果一个天线是垂直极化，另一种是水平极化，角度为90度，并没有权力将移交。
注意：在你的头上移动手机不同的角度解释了为什么可以有时增加接待。
手机天线通常是线性极化，使旋转手机往往能匹配的手机的极化，从而提高接待。
圆极化是许多天线的理想特征。
两个天线都是圆极化不吃亏的信号损失，由于极化失配。
天线使用在GPS 系统均为右旋圆极化。
现在假设，线性极化天线接收圆极化波。
等价的，假设圆极化天线尝试接收线极化波。
产生的极化损耗因素是什么？回想一下，圆极化实际上是两个正交的线性偏振波，90度的相位。
因此，线性极化（LP）天线，将只接收圆极化（CP）波相的组成部分。
因此，LP天线将有一个0.5（- 3dB）的极化失配损耗。
这是真实的，无论什么角度LP天线旋转。
因此：偏振损耗因数有时被称为极化效率，天线不匹配的因素，或天线接收的因素。
所有这些名字指的是同一个概念。
无线天线极化的意思
无线天线极化的意思
无线天线极化是指在无线通信技术中，天线发射或接收信号时，电磁波在传播过程中所表现出的振动方向。
具体地说，电磁波的极化方向可以是水平极化、垂直极化或倾斜极化。
水平极化意味着电磁波在垂直于其传播方向的平面内振动；垂直极化则表示电磁波在沿着其传播方向的直线方向振动；而倾斜极化则是电磁波在既不垂直于传播方向，也不在传播方向的平面内振动。
天线的极化方向与其辐射或接收电磁波的振动方向一致。
例如，当天线的极化方向为垂直极化时，天线发射或接收的电磁波的振动方向是垂直于天线的。
在无线通信中，我们使用的天线和电磁波的关系可以类比为绳子和球的关系，天线的振动方向就是极化方向。
例如，当用手左右晃动绳子时，球也会左右晃动，这时可以想象球在左右方向上振动，这就是水平极化。
极化是电磁波的一个重要特性，它携带有信息量，因此可以传递信息。
在无线通信系统中，正确选择和使用天线极化方式，可以提高信号传输的质量和效率。
电磁波的极化实验
6、平稳缓慢地旋转接收天线，从0度旋转到90度，每隔10度记录一次电表指示读数，记录在表1.1b中，与按要求比较得出结论。
7、将收发天线调整到水平极化固定，重复上述过程，记录在表1.2a-b中。
7、在实验老师指导下关闭系统，并将系统恢复到最初状态。
圆极化波的产生实验
1、将微波分光仪发射端喇叭换成电磁波圆极化天线，并使圆锥喇叭连接方式同原矩形发射喇叭连接。
，即当计算所得的结果小于1.1时，可认为所得到的就是圆极化波。
以上实验全部结束后，上交全部实验数据，并按要求完成实验测试题。
十、实验数据
表1.1a（发射喇叭天线置于垂直极化状态，实验过程中保持不变）
调整发射衰减器及接收天线极化，使测量信号最强，此时电表指示满量程。
对应接收天线极化指针指示角度θ=
调整接收天线极化指针置于0°位置
5、察看电表指示，同时，旋转微波分光仪的接收喇叭，如果在接收喇叭旋转到任一角度时，电表指示基本接近，就实现了圆极化波发射。
6、如果电表指示差别很大，适当调整发射喇叭的角度，直到接收喇叭旋转到任一角度时电表指示接近。此时，可以根据圆极化波右旋、左旋的特性来判断右旋、左旋圆极化波。
7、通过计算轴比判断接收到的是否为圆极化波，要求轴比 满足：
图1.2圆极化波发射（或接收）装置
左旋右旋的判定：
为了确定圆极化波右旋、左旋的特性，把 转到 方向符合右手螺旋规则的波，定为右旋圆极化波；把 转到 方向符合左手螺旋规则的波，定为左旋圆极化波。
九、实验步骤：
波的极化实验
1、调整系统，使发射天线和接收天线对正。转动刻度盘使其0°的位置正对固定臂（发射天线）的指针，转动可动臂（接收天线）使其指针指着刻度盘的180°处，使发射天线喇叭与接收天线喇叭对正后固定可动臂。
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。
电磁波极化和天线极化的教学研究
电磁波极化和天线极化的教学研究张建华;黄冶【摘要】The polarization of electromagnetic wave is an important concept in courses of Electromagnetic Field ＆ Wave and Antennas ＆ Radio Propagation. This paper analysis some problems in the process of teaching such as polarization mismatching, circular polarization used to eliminate ghosting, the propagation of circularly polarized wave, the reception of linear polarization wave, the polarization form of current element and so on. These analyses can contribute to understand and grasp the concept of electromagnetic polarization. The author hopes that it can improve the teaching quality of the polarization of electromagnetic wave for studends.%电磁波极化是“电磁场与电磁波”和“天线与电波传播”课程的教学重点。
本文详细分析了在电磁波极化教学中易引起误解的几个常见问题，如极化匹配、圆极化波消除重影、圆极化波的传播、线极化波的接收和电流元的极化形式等，澄清了相关的概念。
这些分析有助于加深学生对电磁波极化概念的理解和掌握，最终有效提高课程的教学质量。
天线基础知识
天线基础知识天线基础知识天线在无线电通信技术中是起到发射或接收电磁波的作用，天线性能的优良与否，往往在无线通信中起到事半功倍的作用。
从原理上讲，发射天线和接收天线是互易的，但在实际应用中还是有差别的。
一副在某一段频率上发射性能优良的天线，一定也是在该段频率上接收性能优良的接收天线，但随便一条能接收的天线，却不一定也是优良的发射天线。
大部分研究和讨论天线的文章、资料都偏重于发射方面，其实，关于天线的接收方面也有很大的考究，这一点，对我们侧重无线电接收的爱好者来说，往往显得尤为重要。
一般来说（除了发射和接收共用的天线），发射天线为了突出和强调发射效果，往往采用谐振天线（窄带天线），而接收天线却往往采用非谐振天线（宽带天线），即使接收天线回路在某些频率上存在谐振，但天线回路衡量谐振程度的品质因数（Q值）还是比较低的，这样的天线基本上可以看成是非谐振天线。
如果用想同一条天线来完成全波段接收，包括V/U波段，甚至到1G以上频率的接收，最好是选择一些厂家经过专门设计的宽带天线，有些宽带天线可以工作在500KHz-1500MHz的频率范围内，但宽带天线（非谐振天线）接收弱信号的效果总是不如窄带天线（谐振天线）。
至于随便拿来一条几米长的导线或是其它的天线充当全频天线来搞全频接收，肯定不会有好的效果。
衡量一个天线发射和接收性能的优劣，主要有这样几个技术指标。
一、天线效率天线效率和架设天线的导体材质、天线形状、工作频率、天线长度、天线架设高度有关。
1、天线材质尽量选择导电性能好、电阻率低的金属材料，如银、铜、铝等。
由于银线材的成本太高，所以实际应用中最好选择电工纯铜线.由铜矿石冶炼后，除去杂质，尤其要减少氧化物，再通过电解后得到电解铜，然后拉成丝。
这种电工纯铜的杂质少，电阻率很低。
一些正规国营电线厂生产的电线和漆包线都属于这类线材。
现在市场上还常常见到一些乡镇企业或个体户用回收的废旧铜冶炼后（再生铜）生产的电线，这种铜线材所含杂质较多，电阻率也较大，如果用这种线材制做天线时，天线的效果不会很好，往往还会增大接收时的白噪声，不利于弱信号的接收。
天线基本知识汇总
天线基本知识1.1 天线的作用与地位无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线（电缆）输送到天线，由天线以电磁波形式辐射出去。
电磁波到达接收地点后，由天线接下来（仅仅接收很小很小一部分功率），并通过馈线送到无线电接收机。
可见，天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备，没有天线也就没有无线电通信。
天线品种繁多，以供不同频率、不同用途、不同场合、不同要求等不同情况下使用。
对于众多品种的天线，进行适当的分类是必要的：按用途分类，可分为通信天线、电视天线、雷达天线等；按工作频段分类，可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性分类，可分为全向天线、定向天线等；按外形分类，可分为线状天线、面状天线等；等等分类。
1.2 对称振子对称振子是一种经典的、迄今为止使用最广泛的天线，单个半波对称振子可简单地单独立地使用或用作为抛物面天线的馈源，也可采用多个半波对称振子组成天线阵。
两臂长度相等的振子叫做对称振子。
每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子, 见图1.2 a 。
另外，还有一种异型半波对称振子，可看成是将全波对称振子折合成一个窄长的矩形框，并把全波对称振子的两个端点相叠，这个窄长的矩形框称为折合振子，注意，折合振子的长度也是为二分之一波长，故称为半波折合振子, 见图1.2 b 。
1.3 天线方向性的讨论1.3.1 天线方向性发射天线的基本功能之一是把从馈线取得的能量向周围空间辐射出去，基本功能之二是把大部分能量朝所需的方向辐射。
垂直放置的半波对称振子具有平放的“面包圈” 形的立体方向图（图1.3.1 a）。
立体方向图虽然立体感强，但绘制困难，图1.3.1 b 与图1.3.1 c 给出了它的两个主平面方向图，平面方向图描述天线在某指定平面上的方向性。
从图1.3.1 b 可以看出，在振子的轴线方向上辐射为零，最大辐射方向在水平面上；而从图1.3.1 c 可以看出，在水平面上各个方向上的辐射一样大。
天线基本参数说明
天线有五个基本参数：方向性系数、天线效率、增益系数、辐射电阻和天线有效高度。
这些参数是衡量天线质量好坏的重要指标。
【天线的方向性】是指天线向一定方向辐射电磁波的能力。
它的这种能力可采用方向图，方向图主瓣的宽度，方向性系数等参数进行描述。
所以方向性是衡量天线优劣的重要因素之一。
天线有了方向性，就能在某种程度上相当于提高发射机或接收机的效率，并使之具有一定的保密性和抗干扰性。
【方向性图】方向性图是表示天线方向性的特性曲线，即天线在各个方向上所具有的发射或接收电磁波能力的图形。
实用天线处在三度几何空间中，所以，它的方向性图应该是个立体图。
在这个立体图中，由于所取的截面不同而有不同的方向性图。
最常用的是水平面内的方向性图（即和大地平行的平面内的方向性图）和垂直面内的方向性图（即垂直于大地的平面内的方向性图）。
有的专业书籍上也称赤道面方向性图或子午面方向性图。
【波瓣宽度】有时也称波束宽度。
系指方向性图的主瓣宽度。
一般是指半功率波瓣宽度。
当L/λ数值不同时，其波瓣宽度也不同。
L/λ比值增加时，方向图越尖锐，但当（L/λ）＞0.5时，除了与振子轴垂直的方向有最大的主瓣外，还可能出现付瓣。
因此，波瓣宽度越小，其方向性越强，保密性也强，干扰邻台的可能性小。
所以，对于超短波，微波等所用的天线，登记主瓣宽度这一指标，是十分重要的。
【方向性系数】方向性系数是用来表示天线向某一个方向集中辐射电磁波程度（即方向性图的尖锐程度）的一个参数。
为了确定定向天线的方向性系数，通常以理想的非定向天线作为比较的标准。
任一定向天线的方向性系数是指在接收点产生相等电场强度的条件下，非定向天线的总辐射功率对该定向天线的总辐射功率之比。
按照上面的定义，由于定向天线在各个方向上的辐射强度不等，故天线的方向性系数也随着观察点的位置而不同，在辐射电场最大的方向，方向性系数也最大。
通常如果不特别指出，就以最大辐射方向的方向性系数作为定向天线的方向性系数。
波的极化_实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解电磁波极化的基本概念和分类。
2. 掌握电磁波极化特性的测量方法。
3. 研究不同极化方式对电磁波传播的影响。
二、实验原理1. 极化概念：电磁波的极化是指电磁波电场强度矢量在传播过程中的方向和形状变化。
根据电场强度矢量的变化规律，电磁波可分为线极化、圆极化和椭圆极化三种。
2. 极化测量方法：本实验采用频谱分析仪测量电磁波的极化特性。
通过调整教师端和学生端的天线极化方式，观察学生端频谱分析仪的幅度值变化，从而判断电磁波的极化方式。
三、实验仪器与设备1. 频谱分析仪2. 电磁波发射器3. 电磁波接收器4. 天线（线极化、圆极化、椭圆极化）5. 云台6. 线路连接器四、实验步骤1. 打开频谱分析仪，设置合适的频率范围和分辨率。
2. 将电磁波发射器、接收器和频谱分析仪连接好，确保信号传输正常。
3. 将线极化天线连接到发射器和接收器，调整云台，使发射器和接收器对准。
4. 打开电磁波发射器，观察频谱分析仪的幅度值变化。
5. 更换为圆极化天线，重复步骤4，观察幅度值变化。
6. 更换为椭圆极化天线，重复步骤4，观察幅度值变化。
7. 重复步骤5和6，观察不同极化方式对幅度值的影响。
8. 记录实验数据，分析不同极化方式对电磁波传播的影响。
五、实验结果与分析1. 线极化：当发射器和接收器使用线极化天线时，幅度值基本保持稳定。
2. 圆极化：当发射器和接收器使用圆极化天线时，幅度值随着接收天线旋转角度的变化而变化。
当旋转角度为0°或180°时，幅度值达到最大；当旋转角度为90°或270°时，幅度值达到最小。
3. 椭圆极化：当发射器和接收器使用椭圆极化天线时，幅度值的变化规律与圆极化类似，但幅度值的变化幅度较大。
4. 实验结果分析：通过实验，我们可以得出以下结论：（1）电磁波的极化方式对传播特性有显著影响。
（2）线极化方式在传播过程中幅度值相对稳定。
（3）圆极化方式在传播过程中幅度值随着接收天线旋转角度的变化而变化。
信号极化方式
无线信号极化方式整理日期：10/9/2014 9:25:01 PM极化的定义通常，在三维直角坐标系中，沿Z轴正方向的行波的电场同时具有x分量和y分量，两个分量之间存在相位差，电场的瞬时总矢量场表示为E1为沿x方向的线极化波幅度；E2为沿y方向的线极化波幅度；δ为Ey滞后于Ex的时间减去相位角。
简单点说，天线的极化，就是指天线辐射时形成的电场强度方向。
极化方式的分类极化方式分为三大类：线极化、椭圆极化、圆极化。
其中，线极化又分为水平极化和垂直极化，椭圆极化又可分为左旋椭圆极化和右旋椭圆极化，圆极化又可分为左旋圆极化与右旋圆极化。
水平极化（H）：例如，卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是水平方向。
就类似于我们拿一条绳子左右抖动，产生的波是左右波动。
垂直极化（V）：例如，卫星向地面发射信号时，其无线电波的振动方向是垂直方向。
就类似于我们拿一条绳子上下抖动，产生的波是上下波动。
极化方式的判断方法在确定的z点处电场矢量作为时间的函数而旋转，其矢尖所描出的椭圆称为极化椭圆。
该椭圆的轴比（AR）表征了极化方式，判断方式如下。
天线的极化方式直接影响到收发天线的匹配和接收效率，因此在构建无线通信系统时，必须清楚所使用天线的极化方式。
当接收端的天线极化方式与天线一致时，可获得较大的信号，主要用于抗干扰。
如垂直极化卫星接收天线，同时指向水平极化、和垂直极化两个卫星时，可顺利接收垂直极化的信号，而抑制水平极化信号。
附注：常见卫星信号传播参数定义下行频率：指卫星向地面发射信号所使用的频率，不同的转发器所使用的下行频率不同，在使用卫星接收机时所设置的参数也就不同，如果设置不正确，将不能接收相应的节目内容。
例如：我国鑫诺一号卫星用于数据广播的下行频之一为12,620MHz。
而中央电视台所使用转发器的下行频率为12,380MHZ。
一颗卫星上有多个转发器，所以会有多个下行频率。
本振频率：卫星广播电视接收系统的室外单元是由接收天线、馈源、高频头和传输馈线组成。
天线性能的主要参数
天线性能的主要参数有方向图,增益,输入阻抗,驻波比,极化方式等;1 天线的输入阻抗天线的输入阻抗是天线馈电端输入电压与输入电流的比值;天线与馈线的连接,最佳情形是天线输入阻抗是纯电阻且等于馈线的特性阻抗,这时馈线终端没有功率反射,馈线上没有驻波,天线的输入阻抗随频率的变化比较平缓;天线的匹配工作就是消除天线输入阻抗中的电抗分量,使电阻分量尽可能地接近馈线的特性阻抗;匹配的优劣一般用四个参数来衡量即反射系数,行波系数,驻波比和回波损耗,四个参数之间有固定的数值关系,使用那一个纯出于习惯;在我们日常维护中,用的较多的是驻波比和回波损耗;一般移动通信天线的输入阻抗为50Ω;驻波比：它是行波系数的倒数,其值在1到无穷大之间;驻波比为1,表示完全匹配；驻波比为无穷大表示全反射,完全失配;在移动通信系统中,一般要求驻波比小于,但实际应用中VSWR应小于;过大的驻波比会减小基站的覆盖并造成系统内干扰加大,影响基站的服务性能;回波损耗：它是反射系数绝对值的倒数,以分贝值表示;回波损耗的值在0dB 的到无穷大之间,回波损耗越大表示匹配越差,回波损耗越大表示匹配越好;0表示全反射,无穷大表示完全匹配;在移动通信系统中,一般要求回波损耗大于14dB;2 天线的极化方式所谓天线的极化,就是指天线辐射时形成的电场强度方向;当电场强度方向垂直于地面时,此电波就称为垂直极化波；当电场强度方向平行于地面时,此电波就称为水平极化波;由于电波的特性,决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流,极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减,而垂直极化方式则不易产生极化电流,从而避免了能量的大幅衰减,保证了信号的有效传播;因此,在移动通信系统中,一般均采用垂直极化的传播方式;另外,随着新技术的发展,最近又出现了一种双极化天线;就其设计思路而言,一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式,性能上一般后者优于前者,因此目前大部分采用的是±45°极化方式;双极化天线组合了+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,大大节省了每个小区的天线数量；同时由于±45°为正交极化,有效保证了分集接收的良好效果;其极化分集增益约为5dB,比单极化天线提高约2dB;3 天线的增益天线增益是用来衡量天线朝一个特定方向收发信号的能力,它是选择基站天线最重要的参数之一;一般来说,增益的提高主要依靠减小垂直面向辐射的波瓣宽度,而在水平面上保持全向的辐射性能;天线增益对移动通信系统的运行质量极为重要,因为它决定蜂窝边缘的信号电平;增加增益就可以在一确定方向上增大网络的覆盖范围,或者在确定范围内增大增益余量;任何蜂窝系统都是一个双向过程,增加天线的增益能同时减少双向系统增益预算余量;另外,表征天线增益的参数有dBd和dBi;DBi是相对于点刺煜叩脑鲆妫诟鞣较虻姆涫蔷鹊模籨Bd相对于对称阵子天线的增益dBi=dBd+;相同的条件下,增益越高,电波传播的距离越远;一般地,GSM定向基站的天线增益为18dBi,全向的为11dBi;4 天线的波瓣宽度波瓣宽度是定向天线常用的一个很重要的参数,它是指天线的辐射图中低于峰值3dB处所成夹角的宽度天线的辐射图是度量天线各个方向收发信号能力的一个指标,通常以图形方式表示为功率强度与夹角的关系;天线垂直的波瓣宽度一般与该天线所对应方向上的覆盖半径有关;因此,在一定范围内通过对天线垂直度俯仰角的调节,可以达到改善小区覆盖质量的目的,这也是我们在网络优化中经常采用的一种手段;主要涉及两个方面水平波瓣宽度和垂直平面波瓣宽度;水平平面的半功率角H－Plane Half Power beamwidth:45°,60°,90°等定义了天线水平平面的波束宽度;角度越大,在扇区交界处的覆盖越好,但当提高天线倾角时,也越容易发生波束畸变,形成越区覆盖;角度越小,在扇区交界处覆盖越差;提高天线倾角可以在移动程度上改善扇区交界处的覆盖,而且相对而言,不容易产生对其他小区的越区覆盖;在市中心基站由于站距小,天线倾角大,应当采用水平平面的半功率角小的天线,郊区选用水平平面的半功率角大的天线；垂直平面的半功率角V－Plane Half Power beamwidth:48°, 33°,15°,8°定义了天线垂直平面的波束宽度;垂直平面的半功率角越小,偏离主波束方向时信号衰减越快,在越容易通过调整天线倾角准确控制覆盖范围;5 前后比Front-Back Ratio表明了天线对后瓣抑制的好坏;选用前后比低的天线,天线的后瓣有可能产生越区覆盖,导致切换关系混乱,产生掉话;一般在25－30dB之间,应优先选用前后比为30的天线;。
天线与电波传播第1章习题详解
eA le E s i n
4
10 0
1 2 7V .39
（2）当接收天线与负载匹配时，传给负载的功率最大为：
Pmax
2 eA (127.39 106 ) 2 2.779 1011W 。 8Rin 8 73
1.15 某线极化天线接收远方传来的圆极化波，且天线的最大接收方向对准来波方向。天线 的增益系数为 30dBi，效率为 A 1 ，接收点的功率密度为 1mW / m2 。试求 （1）该天线的接收功率； （2）如果失配因子 0.8 ，则求出进入负载的功率。 解： （1）线极化天线接收圆极化波，极化失配因子为 天线的增益
4
1.11 有两副天线的方向函数分别为 f1 ( ) sin 这两副天线的半功率波瓣宽度。 解：对于 f1 ( ) sin 令 f1
2
0.4 和 f 2 ( ) cos2 0.4 ，分别计算
0.4 ，在 90 时取最大值 f1max 1.4
将 F 代入得： D
4
2
F ( , )
0 0
2.56 sin d
2
F ( , )
0
2
天线增益： G D 2.43 1.8 甲、乙两天线的方向系数相同，甲的增益系数是乙的四倍，它们都以最大辐射方向对准 远区的 M 点 （1）当两天线辐射功率相同时，求其在 M 点产生的场强比（分贝表示） ； （2）当两天线输入功率相同时，求其在 M 点产生的场强比（分贝表示） 。 解： 设甲天线的方向性系数和增益系数分别为 D1 , G1 ， 乙天线的方向性系数和增益系数分别 为： D2 , G2 ， Pr1 、 Pr2 和 Pr0 分别为甲天线、乙天线和作为标准的无方向性点源天线的辐射 功率。 Pin1 Pin2 和 Pin0 分别为甲天线、乙天线和作为标准的无方向性点源天线的输入功率。 根据题意可知， D1 D2 ， G1 4G2 （1） 当天线辐射功率相同时， P r1 P r2 P r0
天线传输接收公式极化方程
天线传输接收公式极化方程
天线传输接收公式中的极化方程是描述电磁波在空间中传播时极化状态的数学表达式。
极化方程通常用来描述电磁波在天线之间的传输和接收过程中的极化特性。
极化方程的一般形式可以表示为P(t) = P0cos(ωt + φ)，其中P(t)表示电磁波的极化状态随时间的变化，P0是极化振幅，ω是角频率，t是时间，φ是初始相位。
在天线传输接收中，极化方程可以进一步扩展为描述天线的极化特性以及接收到的电磁波的极化状态。
对于天线的极化特性，极化方程可以涉及到天线的极化方向、极化损耗等参数。
而在接收电磁波时，极化方程可以用来描述接收天线的极化特性以及接收到的电磁波的极化状态。
此外，极化方程还可以根据电磁波的传播介质和传播路径的特性进行进一步的修正和推导。
例如，在复杂的传播介质中，极化方程可能会包括介质的影响因素，如衰减、折射等。
在多径传播环境中，极化方程也可能会考虑多径效应对电磁波极化状态的影响。
总的来说，天线传输接收公式中的极化方程是一个涉及电磁波传播、天线特性和传播介质特性的复杂数学表达式，它对于理解和
描述电磁波在空间传播过程中的极化状态起着重要作用。
在实际应用中，工程师和研究人员可以根据具体的情况和需求，利用极化方程来分析和优化天线传输接收系统的性能。
讨论电磁波不同极化收发的规律
电磁波的极化是指电场矢量的方向与传播方向之间的夹角。
电磁波的极化状态可以是垂直极化、水平极化、椭圆极化或圆极化。
下面分别讨论这些极化状态的接收规律：
1.垂直极化：
当电场矢量垂直于传播方向时，电磁波的极化为垂直极化。
在接收端，如果接收天线的极化方向与电磁波的极化方向一致，则接收到的信号最强。
如果接收天线的极化方向与电磁波的极化方向垂直，则接收到的信号为零。
2.水平极化：
当电场矢量水平于传播方向时，电磁波的极化为水平极化。
在接收端，如果接收天线的极化方向与电磁波的极化方向一致，则接收到的信号最强。
如果接收天线的极化方向与电磁波的极化方向垂直，则接收到的信号为零。
3.椭圆极化：
当电场矢量在垂直于传播方向的平面上旋转时，电磁波的极化为椭圆极化。
在接收端，如果接收天线的极化方向与电磁波的极化方向一致，则接收到的信号最强。
如果接收天线的极化方向与电磁波的极化方向旋转90度，则接收到的信号最弱。
4.圆极化：
当电场矢量在垂直于传播方向的平面上旋转，并且电场矢量的长度不变时，电磁波的极化为圆极化。
在接收端，无论接收天线的极化
方向如何，接收到的信号强度都是相同的。
但是，如果接收天线的极化方向与电磁波的极化方向不一致，则接收到的信号会发生干涉抵消，导致信号强度减弱。
总之，在接收电磁波时，接收天线的极化方向与电磁波的极化方向一致性越高，接收到的信号强度就越强。
因此，在设计和选择接收天线时，需要根据发射端的极化方式和环境中的干扰因素来选择合适的极化方式和天线类型，以提高通信质量和可靠性。
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
天线指向和极化调整
G/T(dB/K)
6.4 7.2 4.8
宁波
温州 武夷山
178.8
176.8 171.1
55.1
57.3 57.2
53.9
54.1 53.4
7.6
8.3 8.6
黄山金顶
徐州
171.9
171.0
54.4
50.0
52.8
51.1
7.8
5.7
亚洲四号卫星K8V转发器参数和各地天线指向参数
饱和输出功率 中心频率
重复上述过程，直到Span足够窄时，用数字键盘将 其设为0Hz根据测试需要输入扫描时间（频谱仪在0 Span时的水平轴） 固定天线的一个轴，在另一轴的方向大范围转动天 线，此时扫描线的记录轨迹可能有以下两种可能
天线对准卫星的调试方法
A表明天线主瓣指向卫星。转动天线直至电平最大并固定该 轴，然后在另一轴的方向大范围转动天线，找到电平最大点 并固定天线，完成对星。
170.8 173.6 176.0
47.1
52.5 52.6 54.6
51.7
52.1 52.3 53.7
6.9
6.1 6.9 8.2
亚洲四号卫星K8V转发器参数和各地天线指向参数
城市
连云港 赣州 威海
方位角
174.7 163.8 179.8
俯仰角
49.7 58.8 46.5
EIRP(dBW)
51.3 53.2 50.6
EL=0 0<EL<90 EL=90
极化角(Apol)示意图
当地面站位于北半球时，Apol>0时，右旋；Apol<0时， 左旋。 右（左）旋：是观测者面向静止卫星，右（左）手拇指 指向卫星时，其余四指握转的旋向。
一体化天线极化方式
一体化天线极化方式
卫星天线的极化方式是指天线辐射时形成的电场强度方向。
天线的极化方式与距离没有关系。
手机天线一般根据厂家的做法，有两种：
1、外置一般是垂直极化方向为70%左右，水平极化方向为5%左右，基本只能接收垂直极化波。
2、内置微带天线在垂直和水平极化方向都能有效接收，属准全向天线。
3、如果采用垂直极化，用水平和圆极化天线接收，远不止3dB损耗，有10-20dB 以上的损耗。
扩展资料：
极化方式分为三大类：线极化、椭圆极化、圆极化。
其中，线极化又分为水平极化和垂直极化，椭圆极化又可分为左旋椭圆极化和右旋椭圆极化，圆极化又可分为左旋圆极化与右旋圆极化。
由于电波的特性，决定了水平极化传播的信号在贴近地面时会在大地表面产生极化电流，极化电流因受大地阻抗影响产生热能而使电场信号迅速衰减，而垂直极化方式则不易产生极化电流，从而避免了能量的大幅衰减，保证了信号的有效传播。
因此，在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式。
另外，随着新技术的发展，大量采用双极化天线。
就其设计思路而言，一般分为垂直与水平极化和±45°极化两种方式，性能上一般后者优于前者，因此大部分采用的是±45°极化方式。
双极化天线组合了+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，大大节省了每个小区的天线数量；同时由于±45°为正交极化，有效保证了分集接收的良好效果。
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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。
一般都是用线极化馈源高频头来接收圆极化波，但是直接用线极化馈源收视圆极化波信号要损失３ｄＢ。
用线极化馈源接收圆极化波常采用的是移相技术，把圆极化波转换成线极化波，这就是在普通线极化馈源中加装移相器，来实现圆极化广播卫星电视信号的正常接收。
移相器有螺钉移相器和介质移相器之分，而采用介质移相器较简单，适合业余条件下动手制作。
介质移相器俗称极化片或介质极化片。
介质极化片的材料要用微波损耗小的聚四氟乙烯，俗称特富龙Ｔｅｆｌｏｎ类的有机绝缘材料，也可用有机玻璃或其它塑料片，厚度不够可用２～３层粘合。
Ｃ波段介质极化片其实就是一个长方形的绝缘片，长度约为圆极化波的波长７ｃｍ左右，宽度视波导管内径，一般在５．５ｃｍ－６ｃｍ间，介质极化厚度约６ｍｍ。
波导管长筒形介质极化片长度选用一个波长如ＯＳ－２２２普斯类，波导管短筒选用半个波长为宜ＰＢＩ－１２００类。
介质极化片的插入角度及深度怎么考虑，以单极化高频头为例，将以上制作的介质极化片垂直插入波导管内，介质极化片与极化探针延长部分构成４５度夹角，就能达到移相的效果。
介质极化片与探针可成二种左和右的４５度夹角，这也就决定了左旋和右旋圆极化波的极化方式。
双极化一体高频头介质极化片插入后，转换极化是在接收机上设置相应的极化探针工作电压就行了，插入的深度关系到移相的最佳效果需要适当调整。
长筒波导管介质极化片化插入全波长深度约６．５ｃｍ。
短筒波导管介质极化片用半波长与管口平齐即可。
只要介质极化片插入角度、深度及极化方式设置正确，圆极化波信号一般可提升于约１－３ｄＢ。
又因线极化一体高频头两探针上下距离有差异，介质极化片提升两种圆极化波信号增益不一致，建议用单极化高频头效果较好。
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