MC1-0296-有时接收到的卫星下行信号强度会出现周期性的快衰落，这是因为

【题目编号】MC1-0296

【题目】有时接收到的卫星下行信号强度会出现周期性的快衰落，这是因为：

【答案】A

[A]卫星翻滚造成收发信天线极化的失配

[B]电波受电离层的影响

[C]电波受高空气流的影响

[D]卫星电源不够稳定

考点速览

本题考卫星下行信号出现周期性快衰落的原因，属于卫星通信链路里一个实际会遇到的现象。题目给出的正确归因是卫星姿态翻滚导致的极化失配。

原理与依据

先交代极化的概念。电波的极化指电场矢量在空间中的取向，线极化波的电场方向固定不变，圆极化波的电场方向则绕传播轴旋转。收发两端天线极化一致时接收最强，不一致就产生极化失配。

卫星本体若发生翻滚（tumble），也就是姿态失去稳定、绕自身某根轴缓慢旋转，星上收发天线的极化方向就会跟着周期性变化。地面站天线极化方向固定，于是两天线之间出现极化失配。对线极化而言，接收功率与两天线极化方向夹角 θ 满足 P 正比于 cos²θ：夹角为零度时接收最强，夹角九十度时完全失配、接收为零。卫星每翻半圈，θ 从零度到九十度再到零度变化，信号强度就随之周期性起落，形成「快衰落」。

这种衰落的周期与卫星翻滚周期同步，通常秒级到十几秒量级，因此叫「快衰落」，以区别于电离层导致的分钟级、小时级慢变化。卫星翻滚多由姿态控制系统失效、燃料耗尽或入轨初期未稳定造成，是早期小卫星常见的故障模式。

极化失配的损失可以定量看：线极化两天线夹角为 θ 时，功率按 cos²θ 衰减，九十度时完全失配、接收归零。若地面站改用圆极化天线接收线极化波，无论线极化方向如何旋转，损失都固定为三 dB，不会出现归零的深衰落，这正是对抗卫星翻滚失配的有效办法。

不过圆极化也要注意收发两端旋向一致：左旋发、左旋收，右旋发、右旋收，弄反了同样会失配。而线极化波经过电离层法拉第旋转后极化面会偏转，这正是卫星链路多采用圆极化的原因之一。所以收发两端极化的匹配，是卫星通信里要提前算清楚的一件事。

逐项辨析

选项 A「卫星翻滚造成收发信天线极化的失配」正确。选项 B「电波受电离层的影响」一般表现为较缓慢的起伏、闪烁或法拉第旋转，与翻滚同步的周期快衰落特征不符。选项 C「电波受高空气流的影响」——高空气流对 VHF 以上电波的传播几乎没有可观测的快速影响，纯属干扰项。选项 D「卫星电源不够稳定」会造成整体功率漂移或中断，而不是严格周期性的快衰落。

易混淆点

两种「极化旋转」要分清：卫星翻滚改变的是星上天线自身的极化方向，周期短、由卫星姿态决定；电离层法拉第旋转改变的是传播途中线极化波的极化面，随电子密度缓慢变化。前者是本题答案，后者是干扰项 B 的诱因。实际应对上，地面站改用圆极化天线，可以在一定程度上减轻线极化失配造成的衰落。

应试要点

周期性快衰落等于「翻滚 + 极化失配」，判据是线极化接收功率正比于夹角余弦的平方。「电离层」对应慢变化，「电源」对应漂移或中断，都不选。