磁波的极化是指在空间的一点上,顺着电磁波的传播方向,它的电场矢量在空间的方向随时间变化而形成的轨迹。根据形成的轨迹是直线、圆或椭圆分为线极化、圆极化和椭圆极化。图 2-2 为电磁波电场矢量在空间的方向随时间变化而形成的轨迹曲线。(a) 线极化(b) 圆极化或椭圆极化(c) 极化椭圆图 2.2 电磁波的极化可以确定天线的极化。天线的极化定义为:最大增益方向发射的电磁波的极化,或能使天线终端在接收电磁波时得到可用范围内最大功率的方向入射电磁波的极化。天线可根据不同形式的极化分为线性极化天线和圆极化天线。椭圆极化波就是在传播过程中的方向是旋转的电波。若旋转过程中电场的大小不变,则称之为圆极化波。按传播方向为顺时针或逆时针旋转又分为右旋圆极化波和左旋圆极化波。不同的极化波作接收时,天线需要具有相应的极化特性。用垂直极化波作接收时,天线需要具有垂直极化特性; 用水平极化波作接收时,天线需要具有水平极化特性;用右旋极化波作接收时,天线需要具有右旋极化特性;用左旋极化波作接收时,天线需要具有左旋极化特性。当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致就会在接收过程中会产生相应的极化损失,接收天线的极化方向和传入波的极化方向正交时,接收天线将无法收到来波的任何能量,这种情况就被称为来波和接收天线极化是相隔离的。 2.3.2 天线方向图的概念天线辐射特性与空间坐标之间的函数图形被称为天线方向图,由天线方向图便可了解天线的辐射特性。天线方向图普遍是在远场区域确定的,所以天线方向图又称为远场方向图。辐射特性有功率,场强,极化和相位。因此,天线方向图被分为功率,场强,极化和相位四种方向图。这里主要涉及场强和功率方向图。通过两个途径可绘制出天线方向图: 第一,分析天线远区辐射场得到方向图的函数,从而计算和绘制方向图;第二,实验测量得到天线方向图的数据,根据数据绘制出方向图。远区辐射电磁场大都可以表示为:
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