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MC1-0703-在视距通联中,已知发射天线为指向接收点的左旋圆极化天线,接收天线的最佳极化方 式为

MC1-0703 讲视距通联中发射天线为指向接收点的左旋圆极化天线时,接收天线的最佳极化也是指向发射点的左旋圆极化。电波沿直线传播不改变极化旋向,同旋圆极化之间匹配最好;改用右旋即为交叉极化,改用线极化则有约 3 分贝的固定损失。文章还说明反射、绕射与法拉第旋转会如何改写极化。

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【题目编号】MC1-0703

【题目】在视距通联中,已知发射天线为指向接收点的左旋圆极化天线,接收天线的最佳极化方 式为:

【答案】A

[A]指向发射点的左旋圆极化

[B]指向发射点的右旋圆极化

[C]垂直极化

[D]水平极化

考点速览

发射天线是指向接收点的左旋圆极化天线,视距通联,接收天线用什么极化最好。答案同样是左旋圆极化,而且要指向发射点。这题考的是极化匹配这条最基本的配对规则,以及视距传播不改变极化这个前提。

天线的极化指的是什么

天线的极化,指它辐射出去的电场矢量方向(线极化)或旋转方式(圆极化)。同一副天线既用于发射也用于接收时,它的最佳接收极化与发射极化相同:只有极化方式一致的收发天线才完全匹配。圆极化还多一层旋向,左旋配左旋、右旋配右旋才算同极化;一左一右互相交叉,损耗极大。天线互指是另一条要求,双方都要落在对方的主瓣方向上,否则方向性带来的衰减会盖过其他因素。

视距条件下极化不会被改写

视距(line of sight)通联靠直射波,电波在均匀媒质里直线传播,电场矢量的旋转方式保持不变。发射端是左旋,到达接收端仍是左旋。题目强调「视距」两字正是这个用意:一旦有强烈反射或多径,极化就可能变样,这条简单规则不再成立。

极化匹配的程度可以用几个数记牢。两副线极化天线方向一致时损耗为零,夹角六十度时损耗约六分贝,夹角九十度时理论上收不到,实际也能差出二十几分贝以上。两副圆极化天线旋向一致时损耗接近零,旋向相反时与线极化正交同样糟。一副线极化配一副圆极化,不论线极化怎么摆,损耗固定约三分贝。把这几个数量级记住,多数极化题可以直接判。

逐项辨析

选项 A 是「指向发射点的左旋圆极化」,旋向与发射端一致,方向也对准来波,完全匹配,是正确项。

选项 B 换成右旋圆极化,与发射端旋向相反,属于交叉极化,是四个选项里最差的一个。

选项 C 的垂直极化与选项 D 的水平极化都是线极化。用线极化天线接收圆极化波,固定损失约 3 分贝,通信还能进行,但谈不上最佳。

反射与绕射会改写极化

地面反射对水平极化和垂直极化的反射系数不同,还可能引入附加相位差,使线极化波在反射后带上椭圆极化成分;多径叠加更会让到达波的极化随位置和时间变化。城市里的金属构件、建筑物边缘绕射都可能造成这种极化旋转。所以「左旋配左旋」这条判据在视距、单一路径下最可靠;在复杂环境里,圆极化天线反倒因为不挑取向而更耐用。电离层传播中的法拉第旋转(Faraday rotation)会让线极化波的极化面缓慢转动,短波远距离通联因此更偏好圆极化或极化分集。

圆极化天线的旋向是沿它的主轴方向定义的。天线指向发射点、主轴正对来波,这条定义才与来波方向对得上,收到的旋转方向才与发射天线一致。若把天线掉过头、背对来波,旋向的参照也跟着翻,原本匹配的左旋就成了失配的右旋。选项里同时给出旋向和指向,两个条件缺一个,结论都会变。

还要提醒一句:圆极化天线收线极化波时那三分贝损失与线极化天线的取向无关,于是有人以为圆极化天线可以随便摆。可以随便摆的是极化方向,不是指向。方向图上的主瓣仍然要对准发射点,偏出去了,损失远不止三分贝。

应试要点

配对规则一句话:同极化最好,线极化之间看夹角,圆极化之间看旋向,线配圆固定 3 分贝。题目出现「视距」二字,就按极化不变处理,直接选与发射端同旋向、并指向发射点的那个选项。

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