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MC1-0700-甲、乙业余电台相距 10 千米,分别使用左旋圆极化和右旋圆极化天线彼此对指进行 UHF 通联。现双方均改用半波长水平偶极天线,则改变前后的通信效果有什么不同?

MC1-0700 讲甲乙两台分别使用左旋与右旋圆极化天线对指通联、随后双方都改用半波长水平偶极天线时通信效果变好。反旋圆极化互为交叉极化,失配可达二十几分贝以上;改为同向水平线极化后失配接近于零。文章说明极化失配与指向无关,并比较圆极化在动态平台上的优势。

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【题目编号】MC1-0700

【题目】甲、乙业余电台相距 10 千米,分别使用左旋圆极化和右旋圆极化天线彼此对指进行 UHF 通联。现双方均改用半波长水平偶极天线,则改变前后的通信效果有什么不同?

【答案】A

[A]通信效果变好

[B]通信效果不变

[C]通信效果变差

[D]通信效果的变化不确定

考点速览

甲台用左旋圆极化天线、乙台用右旋圆极化天线,彼此对指,在特高频段相距十千米通联。现在双方都改成半波长水平偶极天线,效果怎么变。答案是变好。要答对,得知道反旋圆极化之间有多差、同向线极化之间有多好。

交叉极化:反旋圆极化几乎互相看不见

圆极化波有左右两种旋向,两者互为交叉极化(cross polarization)。一副右旋圆极化天线去接收左旋圆极化波,收到的功率极小,理论上为零,实际因天线轴比不完美、环境多径带来一点去极化,也能测到二十几分贝甚至更大的极化隔离度。二十几分贝换算成功率比是一百倍以上。甲乙两台原来的配置正好落在最差的一种组合上:一左一右,天线对准也无济于事,因为极化失配与指向无关。

改成水平偶极天线之后

半波水平偶极天线辐射水平线极化波。两副水平偶极天线互指,极化方向相同,电场矢量对齐,极化失配损耗接近于零。两笔账一对比:从二十几分贝的失配降到几乎不损失,链路预算凭空多出二十几分贝,相当于把发射功率提高上百倍。在特高频段十千米这种距离上,这个改善足以让原本勉强可闻的信号变得清晰稳定。

二十几分贝听起来抽象,换成倍数就直观:二十分贝是一百倍,二十六分贝约四百倍。甲乙两台原先那套配置,等于把发射功率白白丢掉两个数量级。改成同向水平线极化后,这笔损失几乎归零,链路预算凭空多出二十几分贝。特高频段十千米的视距路径上多径不重,极化的账算得比较干净,这个改善基本全额兑现。

极化隔离度也不是理论值那么漂亮。天线轴比不理想时反旋分量不再为零:轴比三分贝时,反旋分量只比同旋分量低十几分贝,隔离度从理论上的极大值掉下来一截。安装误差、附近金属物体的散射同样会给交叉极化分量开门。这些因素不改变本题结论,却解释了实测中为什么低不到理论值。

逐项辨析

选项 A 的「变好」与上述两笔账吻合,是正确项。

选项 B 的「不变」不符合事实:极化状态从最差改到最好,不可能毫无变化。

选项 C 的「变差」把方向搞反了,将改善当成了恶化。

选项 D 的「不确定」看着稳妥,但在极化这一项上答案并不含糊:反旋圆极化最差,同向线极化最好,改动方向明确。真正会带来不确定因素的是多径和地形,题目并没有引入。

什么情况下改回线极化未必更好

极化匹配只是链路里的一项。线极化天线要求两端同时对准极化方向,若其中一端缓慢转动,例如星载或车载平台,失配就会周期性出现,这时圆极化反而更稳,代价是固定 3 分贝。本题甲乙都是固定台站、彼此对指,极化方向稳定,改成线极化才划算。判断这类题先看两端极化是否可控且一致,再看改动是否把失配变成了匹配。

这类题只问效果变好还是变差,不必算到小数点。判断套路是:认定改动前后各自的极化组合属于哪一种,比较两端失配的大小,方向自然出来。选项里放一个「不确定」,通常是把多径、地形的干扰摆出来做诱饵,本题并未引入这些条件,不该选。

应试要点

极化配对四个组合一句话说完:同向线极化最好,线极化成直角最差,同旋圆极化好,反旋圆极化最差,线与圆之间固定 3 分贝。本题从反旋圆极化跳到同向线极化,属于从最差到最好,效果必然变好。

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