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。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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