天線極化綜述

1、天線極化綜述班級：09電子（1）班姓名：周里學(xué)號：0905072024完成時間：20n年n月15日一、天線的極化概念描述1二、天線的極化分類11、線極化1.(1)、線極化描述1(2)、線極化的數(shù)學(xué)分析12、天線的饋源系統(tǒng)23、極化波3(1)、極化波的簡介與分類3(2)、極化波的應(yīng)用34、圓極化3.、圓極化的描述35、橢圓極化5.三、總結(jié)5二天線的極化概念描述天線的極化特性是以天線輻射的電磁波在最大輻射方向上電場強度矢量的空間取向來定義的，是描述天線輻射電磁波矢量空間指向的參數(shù)。由于電場與磁場有恒定的關(guān)系，故一般都以電場矢量的空間指向作為天線輻射電磁波的極化方向。1、天線的極化分類天線的極化分為

2、線極化、圓極化和橢圓極化。線極化又分為水平極化和垂直極化；圓極化又分為左旋圓極化和右旋圓極化。液的極化(a)橢圓極化(b)戰(zhàn)極化(C1、線極化(1)、線極化描述電場矢量在空間的取向固定不變的電磁波叫線極化。有時以地面為參數(shù)，電場矢量方向與地面平行的叫水平極化，與地面垂直的叫垂直極化。電場矢量與傳播方向構(gòu)成的平面叫極化平面。垂直極化波的極化平面與地面垂直；水平極化波的極化平面則垂直于入射線、反射線和入射點地面的法線構(gòu)成的入射平面。(2)、線極化的數(shù)學(xué)分析er垂直極化")水平極化在三維空間，沿z軸方向傳播的電磁波，其瞬時電場可寫為：E=%+Ey若二、=ExmCOS(wt+x),二EymC

3、OS(wt+y),且上與二的相位差為nn(n=l,2,3,),則合成矢量的模為:陀代勇卻舄2嚴(yán)二(巳曲+E沁畋這是一個隨時間變化而變化的量，合成矢量的相位9為：S"6(Ey/Ez)=tg-1(Eym/EKm)合成矢量的相位為常數(shù)。可見合成矢量的端點的軌跡為一條直線。與傳播方向構(gòu)成的平面稱為極化面，當(dāng)極化面與地面平行時，為水平極化，如圖(a);當(dāng)極化面與地面垂直時，為垂直極化波，如圖(b)。2、天線的饋源系統(tǒng)饋源是天線的心臟，它用作高增益聚集天線的初級輻射器，為拋物面天線提供有效的照射。(1)有合適的方向圖。饋源初級方向圖不能太窄，否則拋物面不能被全部照射；但也不能太寬，以免功率泄漏過

4、多。另外，初級方向圖應(yīng)接近于旋轉(zhuǎn)對稱，最好沒有旁瓣和尾瓣。(2)有理想的波前。圓拋物面天線要求饋源的波前為球面，以確保該相位中心與焦點重合時拋物面口徑場的相位均勻分布。否則，會引起天線方向圖畸變、增益下降、旁瓣升高。(3)無交叉極化。即無干擾主極化的交叉分量，要求饋源輻射場的交叉化分量盡可能小。(4)阻抗變化平穩(wěn)。要求在工作頻段內(nèi)，饋源的輸入阻抗不應(yīng)變化過大，以保證和饋線匹配。(5)尺寸盡量小。完整的饋源系統(tǒng)主要由饋源喇叭、90°移相器和圓矩變換器出與圓波導(dǎo)內(nèi)壁持平即可4、圓極化、極化的描述當(dāng)無線電波的極化面與大地法線面之間的夾角從0360°周期的變化，即電場大小不變，方向

5、隨時間變化，電場矢量末端的軌跡在垂直于傳播方向的平面上投影是一個圓時，稱為圓極化。在電場的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90?；?70。時，可以得到圓極化。圓極化，若極化面隨時間旋轉(zhuǎn)并與電磁波傳播方向成右螺旋關(guān)系，稱右圓極化；反之，若成左螺旋關(guān)系，稱左圓極化。圓極化信號是指電磁波在傳送過程中以螺旋旋轉(zhuǎn)的方式傳播。其旋轉(zhuǎn)方向決定其極化方式。以順時針方向旋轉(zhuǎn)傳播的電磁波稱之為右旋極化，用字母R表示；以逆時針方向旋轉(zhuǎn)傳播的電波稱之為左旋極化，用字母L表示。一些早期發(fā)射的衛(wèi)星采用的是圓極化方式。圓極化電波相對于線極化電波最主要的優(yōu)點是接收時不用調(diào)整極化角。在國內(nèi)很難尋找到專用的圓極化饋源和高頻頭

6、。一般都是用線極化饋源高頻頭來接收圓極化波，但是直接用線極化饋源收視圓極化波信號要損失3dB用線極化饋源接收圓極化波常采用的是移相技術(shù)，把圓極化波轉(zhuǎn)換成線極化波，這就是在普通線極化饋源中加裝移相器，來實現(xiàn)圓極化廣播衛(wèi)星電視信號的正常接收。移相器有螺釘移相器和介質(zhì)移相器之分，而采用介質(zhì)移相器較簡單，適合業(yè)余條件下動手制作。介質(zhì)移相器俗稱極化片或介質(zhì)極化片。介質(zhì)極化片的材料要用微波損耗小的聚四氟乙烯，俗稱特富龍Teflon類的有機絕緣材料，也可用有機玻璃或其它塑料片，厚度不夠可用2s3層粘合。C波段介質(zhì)極化片其實就是一個長方形的絕緣片，長度約為圓極化波的波長7cm左右,寬度視波導(dǎo)管內(nèi)徑，一般在5.

7、5cm6.0cm|WJ,介質(zhì)極化厚度約6mm波導(dǎo)管長筒形介質(zhì)極化片長度選用一個波長，如0S-222普斯類，波導(dǎo)管短筒選用半個波長為宜PBIT200類。(2)、圓極化的數(shù)學(xué)分析(c)右旋圓極化(d)左旋圓極化若；與*的幅度相等,相位差為的n+1)n/2時,則I出或4易瀘<Em2+Eyms）是常數(shù)，而相位隨時間t而變化：9=ts】（Ey/Ex）=wt故合成矢量端點的軌跡為一個圓。根據(jù)電場旋轉(zhuǎn)方向不同，圓極化可分為右旋和左旋兩種。觀察者沿波的傳播方向看去，電場矢量在截面內(nèi)順時針方向旋轉(zhuǎn)（滿足右手定測）稱右旋極化，如圖（c）,逆時針方向旋轉(zhuǎn)（滿足左手定測）稱左旋轉(zhuǎn)化，如圖（d）。因此，若；超前n

8、/2,則為右旋極化波，若二落后n/2,則為左旋極化波。5、橢圓極化若E與*的幅度和相位差均不滿足上述條件時，合成矢量端點的軌跡為一個橢園。橢圓極化波的橢圓長短軸之比，稱為軸比，當(dāng)橢圓的軸比等于1,橢圓極化波即是圓極化波。當(dāng)軸化為時，電波的極化為線極化。根據(jù)電場旋轉(zhuǎn)方向不同，橢圓極化和圓極化可分為右旋和左旋兩種。觀察者沿波的傳播方向看去，電場矢量在截面內(nèi)順時針方向旋稱右旋極化，逆時針方向旋轉(zhuǎn)稱左旋轉(zhuǎn)化。電波的極化特性是由發(fā)射天線決定的，反過來不同極化的電波則要求天線與之極化匹配，即線極化天線只能輻射或接收線極化波，并且，水平極化天線只能接收由水平極化天線輻射的水平極化波，不能接收由垂直極化天線輻射的垂直極化波，反之亦然。圓極化天線只能發(fā)射或接收圓極化波，并且，右旋圓極化天線只能接收右旋圓極化天線發(fā)射的右旋圓極化波，而不能接收左旋圓極化波，反之亦然。衛(wèi)星電視廣播有的用線極化波，有的用圓極化波。一般衛(wèi)星電視接收天線都設(shè)計成能工作于接收線極化和圓極化波兩種狀態(tài)。（e）右旋橢圓極化（f）左旋橢圓極