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浅析天线极化的重要性

‍天线是射频系统中重要的传输部件,其中影响天线性能参数很多,其中天线极化是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数,今天我们

‍天线是射频系统中重要的传输部件,其中影响天线性能参数很多,其中天线极化是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数,今天我们一起来解析天线极化为何在应用中如此重要。

一、天线极化

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。于是,无线电波在空间传播时,其电场方向是按一定的规律而变化的,这种现象称为无线电波的极化。因此极化以电磁辐射电场分量的振荡平面为基础。如果电磁波的极化被天线极化旋转抵消,则该天线仅能捕获所述电磁波的一部分。因此,如果发射天线和接收天线以同一平面为基准平面,则为了实现通信链路的最佳效率,其极化方向应当相同。对某些应用情形,极化方向的选择还可借助其他物理现象。

2.4/4.9-5.8 GHz 90° 双频段/ 双极化扇形天线,15 dBi

极化的主要类型有三种,分别是:

线极化天线通常为垂直极化或水平极化天线

圆极化天线通常为左旋或右旋圆极化天线

椭圆极化为由线极化和圆极化通过复杂组合而形成

二、天线极化的重要性

1)决定其电磁辐射收发性能

天线极化与光学偏振相类似,虽然都有个“极”字,但是其与北极天气无关,而是涉及根据电磁辐射的朝向对电磁辐射进行发送和接收。通过光学偏振,胶片或玻璃可阻挡朝某个方向偏振的光线(即变的更暗),并同时允许偏振正确的光线通过。这与天线相类似——天线的极化情况决定了其电磁辐射收发性能。

2)可实现信号隔离及天线系统之间发生干扰

线极化系统的极化损耗取决于线极化天线和电磁波的极化矢量之间的角度,而且最大极化损耗发生于两者之间呈45度角时。在45度的极化矢量偏转角度下,最大极化损耗为0.5(即3dB)。

便携式双频天线, 2.4 GHz ~5.8 GHz ,标称增益 2 dBi, TNC 公头 输入连接器

在圆极化或椭圆极化系统的情形下,极化损耗的计算更加复杂,而且最大极化损耗可高达30dB。

虽然存在极化损耗,但以不同方式极化的天线仍可从具有不同极化类型的电磁波中接收到信号。因此,极化可实现的信号隔离效果具有一定的限度。

3)不同天线极化方式对应不同应用

在通常情况下,可根据应用要求,选择天线极化方式。不同应用可从不同的极化方式获得更佳效果。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,因此垂直极化天线适用于移动通信。水平极化仰赖电离层,更适用于长距离通信。圆极化通常可更佳地缓解卫星定向偏移导致的衰弱,常用于卫星通信。