天线极化的基础知识

来源：雷达通信电子战

平面波的极化被定义为在一个固定点处瞬时电场的轨迹图，是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。雷达和通信中最常遇到的极化方式有：线极化(垂直/水平)，圆极化(左旋/右旋)和椭圆极化(左旋/右旋)。天线在给定方向处的极化定义为天线在那个方向上所辐射的波的极化。

线极化

上图中的任何一个极化都可以被旋转一个任意的角度。以线极化为例，定义两个电场分量之间的相位为

当相位差为nπ时即是线极化。如果Ey=0，极化沿x轴方向；Ex=0，极化沿y轴方向；Ex=Ey时，n为0,1,2...，wt=nπ时为斜极化。

圆极化

当相位差δL=π/2并且Ex=Ey时即为圆极化。假定波是从页面内向外传，满足右手螺旋定则的是右旋圆极化，也就是右手大拇指指向外，四指指向旋转方向的是右旋圆极化，反之为左旋。

椭圆极化

椭圆极化的定义和圆极化一样，不过Ex不等于Ey，用右手螺旋定则同样可以判定左旋椭圆极化和右旋椭圆极化。可以看出，电场的方向旋转在空间形成椭圆轨迹。

一般来说，发射天线的极化是其辐射的波在远场的极化，而接收天线的极化是入射平面波的极化。

极化损耗因子(PLF)

当接收天线的极化和入射平面波的极化不一致，会导致接收损耗。极化损耗因子有时也被称为极化效率，它是两个单位矢量的点积，这两个单位矢量分别是天线极化和入射波单位矢量。两个单位矢量之间的夹角若不为零，则会产生极化损耗。若夹角为90°，即正交情况下，极化损耗最大。

对于圆极化，PLF=1/2，即PLF[dB]=10log10(0.5)=-3dB。

由于电磁波的传播特性，需要根据应用的要求来选择合适的天线极化方式，以获得最佳的效果，包括干扰或抗干扰。

审核编辑：汤梓红