【题目编号】MC1-0698
【题目】甲、乙业余电台相距 10 千米，分别使用左旋圆极化和半波长水平偶极天线彼此对指进行 UHF 通联。现乙台改用右旋圆极化天线，则改变前后的通信效果有什么不同？
【答案】A
[A]通信效果变差
[B]通信效果变好
[C]通信效果不变
[D]通信效果的变化不确定
考点速览
这道题把两台相距十千米的 UHF 电台摆在一起，甲方用左旋圆极化天线，乙方用半波长水平偶极天线，双方天线彼此对指。此时把乙台换成右旋圆极化天线，问通信效果朝哪个方向变。四个选项覆盖变差、变好、不变、不确定。答题的关键只有一句话：圆极化与圆极化配对时，旋向一致才通；旋向相反属于交叉极化（cross polarization），几乎收不到能量。改动前是圆极化对线极化，改动后变成左旋对右旋，失配程度大幅上升，所以效果变差，正确答案是 A。
这道题背后是极化匹配（polarization matching）这一整块内容。极化与频率、幅度、相位并列，是电磁波最基本的参数之一。天线之间除了对准方向、对上频率，还必须对上极化，否则发射出去的能量有一大部分在接收天线上取不出来。
圆极化的旋向是怎么定义的
线极化波的电场矢量沿一条固定的直线来回振动，水平偶极天线辐射的是水平线极化，垂直偶极天线辐射的是垂直线极化。圆极化波不一样：电场矢量的端点在一个圆周上匀速转动，转一圈正好对应一个射频周期。按转动方向分成左旋圆极化（left-hand circular polarization，LHCP）和右旋圆极化（right-hand circular polarization，RHCP）两类。
旋向的判定要按国际通行定义来：让右手拇指指向电磁波的传播方向，若电场矢量按右手四指弯曲的方向旋转，就是右旋；反过来按左手定则旋转，就是左旋。这个定义必须记牢，因为光学领域存在另一种迎面观察的口径，两者得到的结论正好相反。业余无线电题库沿用电气电子工程师学会（IEEE）的口径，即顺着传播方向、从发射端向接收端看。
圆极化天线的常见实现方式，是把两个互相垂直的振子等幅馈电、相位相差九十度，再用九十度电桥合成。两路相位谁超前谁滞后，决定了最终是左旋还是右旋。
交叉极化：旋向相反为何近乎完全失配
两个天线之间的极化传输效率用一个叫极化效率（polarization efficiency）的量描述，也常写成极化失配损耗（polarization mismatch loss）。它的算法是两个极化单位矢量的点积取模方。线极化与线极化同向时结果为 1，即零分贝损耗；线极化与线极化正交时点积为零，理论损耗无穷大，工程上受限于天线自身的交叉极化鉴别度（cross-polarization discrimination，XPD），通常在二三十分贝量级。
圆极化与圆极化之间同理。旋向一致的两个圆极化波，电场旋转方向相同，点积为 1，功率全部交付；旋向相反时，两个旋转矢量方向处处相反，点积为零，接收天线对入射波几乎没有响应。这与线极化正交属于同一类现象，都叫交叉极化。实际系统中，天线自身的不圆度、来波的去极化效应会漏过来一点能量，所以实测不会真的收不到，但相对原状态已经不可同日而语。
逐项辨析
选项 A 判断通信效果变差，与物理规律吻合。改动前乙台是半波长水平偶极天线，属于线极化；圆极化波在线极化天线上只损失固定的一小部分，通信仍然可用。改动后乙台换成右旋圆极化天线，与甲台的左旋圆极化旋向相反，形成交叉极化，绝大部分功率被拒绝。所以效果变差，这一项正确。
选项 B 说变好。只有在原本失配、改后匹配的情形下才可能变好；本题改动的方向恰恰相反，是从部分匹配走向完全失配，与事实矛盾。
选项 C 说不变。它大概是把本题与圆极化对线极化、只换线极化方向那一类情形混淆了。旋向改变发生在圆极化与圆极化之间，结果是质变而不是维持原状。
选项 D 说变化不确定。题设把两台天线、距离、极化方式都交代清楚了，地面 UHF 视距传播中极化关系由天线决定，结果是确定的、可以推断的。题干给全了参数却把结论往不确定上推，是这类题的干扰思路。
线极化与圆极化配合为何恒定损失一半
有必要把改变前的状态算清：圆极化波可以分解成两个幅度相等、旋向相反的圆极化波，线极化天线只对其中一个旋向响应，于是入射功率恰好被取走一半，即三分贝。这个值是互易的、固定的，与天线取向和圆极化旋向都无关。改动前是圆极化对线极化，损耗三分贝；改动后变成圆极化对圆极化且旋向相反，损耗立刻跳到二十分贝以上。
应试要点
抓住三条判据就够：圆极化对圆极化，旋向相同零损耗，旋向相反重度失配；圆极化对线极化，固定三分贝，换水平换垂直、换左旋换右旋都不改变这个值；线极化对线极化，同向零损耗，正交重度失配。做题时先认清两端各是什么极化，再看改变是让两者更靠近还是更背离。本题由圆对线改成圆对反旋圆，是典型的由可用走向失配，选变差。
