【题目编号】MC1-0797
【题目】假设接收和发射天线均使用半波长偶极天线,则在依靠电离层反射的远距离通联中,接收和发射天线的最佳极化方式应当安排为:
【答案】A
[A]不确定。天波反射的特点是信号强度、频率成分和极化会随机改变
[B]接收和发射天线均位于垂直于两台站连线的平面内,极化保持一致
[C]接收和发射天线均位于垂直于两台站连线的平面内,极化彼此正交
[D]发射天线垂直极化,接收天线的极化应当平行于两台站之间的连线
考点速览
本题考依靠电离层反射的远距离(天波)通联中,收发天线的最佳极化方式该如何安排。答案是“不确定”——天波反射的特点是信号强度、频率成分和极化都会随机改变。它把极化这个天线概念放进电离层传播的背景下,考的是“视距通信要匹配极化、天波通信极化无定法”这一重要区分。
原理与依据
极化描述的是电波电场矢量的取向。对于空间波(视距)通信,收发天线的极化应当保持一致:都用垂直极化或都用水平极化,否则正交极化的收发之间会损失大部分功率,极端情况下交叉极化隔离可达二三十 dB。这正是平时架设超短波、微波链路时强调“极化要对齐”的原因。
但天波走的是电离层反射路径,情况完全不同。电波穿过电离层时会发生法拉第旋转(Faraday rotation):电离层是处在地磁场里的等离子体,左旋、右旋圆极化分量的传播速度不同,合成的线极化波的极化平面在行进中持续旋转。旋转角度取决于沿途电子密度、地磁强度和传播方向,而这些因素随昼夜、季节、太阳活动以及电波路径不断变化。结果就是到达接收点的极化方向是随机且随时间漂移的,今天测得是水平,过一会儿可能偏成某个斜角,明天又可能接近垂直。
既然接收到的极化本身无法预先确定,收发两端也就谈不上“最佳极化方式”。无论你把发射天线架成垂直还是水平,经过电离层这趟随机旋转,到达接收端的极化都已经乱了。实践中,短波天波通信多用水平极化偶极或八木,但这不是为了“匹配极化”,而是水平极化天线的地面反射特性、架设便利和抗本地噪声等方面更合适;接收端并不指望极化严格对齐。
逐项辨析
选项 A 正确:天波反射使信号强度、频率成分、极化都随机改变,极化无法预设,所以答案是“不确定”。
选项 B 错误:它把收发天线都放在垂直于连线平面内并保持极化一致,这是空间波视距通信的对齐逻辑,套到天波上不成立。
选项 C 错误:极化彼此正交会让收发之间近乎失配,功率大打折扣,视距通信都要避免,天波通信同样不会刻意正交。
选项 D 错误:它给发射定垂直极化、接收定平行于连线,是一个具体而固定的安排。天波极化随机变化,任何固定的极化匹配方案都是徒劳的。
易混淆点
核心是区分两类信道。空间波、视距链路:介质稳定,极化可预设,收发必须匹配,否则损失严重。天波、电离层反射链路:法拉第旋转使极化随机时变,极化不可预设,无所谓“最佳匹配”。有人会拿“短波常用水平极化”当论据,误以为那是为匹配极化,实际上水平极化对天波只是工程便利,不是匹配需求。卫星通信里常用圆极化,也是因为穿越电离层时线极化会被旋转、圆极化更稳,道理相通。
应试要点
看见“电离层反射”“远距离天波”就想到极化随机、无法匹配,答案选“不确定”。看见“极化保持一致”“极化正交”“固定某个极化方向”这类确定性的表述,都错。