在工程应用上接收极化波时，天线上均装有极化器，它是完成线极 化或圆极化变化的器件。在结上有 两种：一种是在波导内插入介质 片，另一种是在圆波导中通过轴线的纵面内对称插入多颗螺钉构成，也 称作移相器。当接收圆极化波时，调整波导内的移相器位置可 完成左 旋圆极化和右旋圆极化的接收；当接收线极化波时，去掉波导内移相 器，调整高频头在馈源支架中的左右活动方向（高频头已与馈源相连 接），便可完成水平 或垂直极化波的接收。在接收线极化波的情况 下，将移相器取下的目的是：当卫星接收天线接收线极化波时，即使将 移相器与波导垂直（可收线极化波），不移相也 会产生损失，会使天 线噪声增加。这也是目前市场上销售接收线极化波的中小口径天线的波 导内没有移相器的原因之一。所以，若移相器是螺钉对称排列的，用螺 丝 刀将其全部旋出与圆波导内壁持平即可。
在国内很难寻找到专用的圆极化馈源和高频头。一般都是用线极化 馈源高频头来接收圆极化波，但是直接用线极化馈源收视圆极化波信号 要损失3dB。用线极化馈 源接收圆极化波常采用的是移相技术，把圆极 化波转换成线极化波，这就是在普通线极化馈源中加装移相器，来实现 圆极化广播卫星电视信号的正常接收。移相器有螺钉移相器和介质移相 器之分，而采用介质移相器较简单，适合业余条件下动手制作。介质移 相器俗称极化片或介质极化片。
4、 圆极化
（1）、圆极化的描述
当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0～360°周期的变 化，即电场大小不变，方向随时间变化，电场矢量末端的轨迹在垂直于 传播方向的平面上投影是一个圆时，称为圆极化。在电场的水平分量和 垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°时，可以得到圆极化。圆极 化，若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系，称右圆极 化；反之，若成左螺旋关系，称左圆极化。
电波的极化特性是 由发射天线决定的，反过来不同极化的电波则 要求天线与之极化匹配，即线极化天线只能辐射或接收线极化波，并 且，水平极化天线只能接收由水平极化天线辐射的 水平极化波，不能 接收由垂直极化天线辐射的垂直极化波，反之亦然。圆极化天线只能发 射或接收圆极化波，并且，右旋圆极化天线只能接收右旋圆极化天线发 射的 右旋圆极化波，而不能接收左旋圆极化波，反之亦然。卫星电视 广播有的用线极化波，有的用圆极化波。一般卫星电视接收天线都设计 成能工作于接收线极化和圆极化波两种状态。
（2）、线极化的数学分析
(a) 垂直极化
(b) 水平极化
在三维空间，沿Z轴方向传播的电磁波，其瞬时电场可写为： = + 。
若 =ExmCOS(wt+θx), =EymCOS(wt+θy) ，且 与 的相位差为nπ(n=1,2,3,…) ，则合成矢量的模为:
这是一个随时间变化而变化的量，合成矢量的相位θ为： 合成矢量的相位为常数。可见合成矢量
圆极化信号是指电磁波在传送过程中以螺旋旋转的方式传播。其旋 转方向决定其极化方式。以顺时针方向旋转传播的电磁波称之为右旋极 化，用字母R表示；以逆时针方向旋转传播的电波称之为左旋极化，用 字母Ｌ表示。一些早期发射的卫星采用的是圆极化方式。圆极化电波相 对于线极化电波最主要的优点是接收时不用调整极化角。
抛物面天线常用馈源形式有角锥喇叭、圆锥喇叭、开口波导和波纹 喇叭等。前馈馈源中使用最多的是波纹槽馈源；再有一种叫带扼流槽的 同轴波导馈源。后馈 馈源喇叭常用的是介质加载型喇叭，它是在普通 圆锥喇叭里面加上一段聚四氟乙烯衬套构成的。偏馈天线要选用偏馈馈 源，偏馈馈源盘的波纹呈漏斗状，而正馈馈源的波纹盘为水平状。
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π/2 ，则为右旋极化波，若
落后
π/2 ，则为左旋极化波。
5、椭圆极化
若
与
的幅度和相位差均不满足上述条件时，合成矢量端点的轨迹为一个椭 园。椭圆极化波的椭圆长短轴之比，称为轴比，当椭圆的轴比等于1， 椭圆极化波即是圆极化波。当轴化为∞时，电波的极化为线极化。
根据电场旋转方向不同，椭圆极化和圆极化可分为右旋和左旋两 种。观察者沿波的传播方向看去，电场矢量在截面内顺时针方向旋称右 旋极化，逆时针方向旋转称左旋转化。
天线极化综述
目录
一、天线的极化概念描述 1 二、天线的极化分类 1
1、 线极化 1 （1）、线极化描述 1 （2）、线极化的数学分析 1
2、 天线的馈源系统 2 3、 极化波 3
（1）、极化波的简介与分类 3 （2）、极化波的应用 3 4、 圆极化 3 （1）、圆极化的描述 3 5、 椭圆极化 5 三、总结............................................................................................................................................5
一、天线的极化概念描述
天线的极化特性是以天线辐射的电磁波在最大辐射方向上电场强度 矢量的空间取向来定义的，是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参 数。由于电场与磁场有恒定的关系，故一般都以电场矢量的空间指向作 为天线辐射电磁波的极化方向。
二、天线的极化分类
天线的极化分为线极化、圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极 化和垂直极化；圆极化又分为左旋圆极化和右旋圆极化。
的端点的轨迹为一条直线。
与传播方向构成的平面称为极化面，当极化面与地面平行时，为水平极 化，如图（a）；当极化面与地面垂直时，为垂直极化波，如图（b）。
2、天线的馈源系统
馈源是天线的心脏，它用作高增益聚集天线的初级辐射器，为抛物 面天线提供有效的照射。 （1)有合适的方向图。馈源初级方向图不能太窄，否则抛物面不能被全 部照射；但也不能太宽，以免功率泄漏过多。另外，初级方向图应接近 于旋转对称，最好没有旁瓣和尾瓣。 （2）有理想的波前。圆抛物面天线要求馈源的波前为球面，以确保该 相位中心与焦点重合时抛物面口径场的相位均匀分布。否则，会引起天 线方向图畸变、增益下降、旁瓣升高。 （3）无交叉极化。即无干扰主极化的交叉分量，要求馈源辐射场的交 叉化分量尽可能小。 （4）阻抗变化平稳。要求在工作频段内，馈源的输入阻抗不应变化过 大，以保证和馈线匹配。 （5）尺寸尽量小。完整的馈源系统主要由馈源喇叭、90°移相器和圆 矩变换器几部分组成。馈源按使用的方式可分为前馈馈源和后馈馈源。 按卫星频段可 分为C频段馈源和Ku频段馈源；目前已开发出C和Ku频段 的共用馈源。前馈馈源一般应用于普通的抛物面天线，后馈馈源一般应 用于卡塞格伦天线。
3、 极化波
（1）、极化波的简介与分类
线极化波又有水平极化波和垂直极化波之分。电场的两个分量没有 相位差(同相)或相位差为180度(反相)时，合成电场矢量是直线极化。 当电场强度方向垂直于地面时，此电波就称为垂直极化波；当电场强度 方向平行于地面时，此电波就称为水平极化波。若电场矢量在空间描出 的轨迹为一个圆，即电场矢量是围绕传播方向的轴线不断地旋转，则称 为圆极化波。圆极化波可由两正交且具有90度相位差的分量合成产生， 根据矢量端点旋转方向的不同，圆极化可以是右旋的，也可以是左旋 的。具体判断可按如下方式进行：将右手大拇指指向电磁波的传播方 向，其余四指指向电场强度E的矢端并旋转，若与E的旋转一致，则为右 旋圆极化波；若与E的旋转相反，则为左旋圆极化波。不同极化(偏振) 可看作若干个具有同传播方向同频率的平面电磁波合成的结果。若场矢 量具有任意的取向、任意的振幅和杂乱的相位，则合成波将是杂乱的。
（2）、圆极化的数学分析
(c) 右旋圆极化
(d) 左旋圆极化
若
与
的幅度相等，相位差为(2n+1)π/2 时，则 :
是常数，而相位随时间t而变化：
故合成矢量端点的轨迹为一个圆。 根据电场旋转方向不同，圆极化可分为右旋和左旋两种。观察者沿 波的传播方向看去，电场矢量在截面内顺时针方向旋转（满足右手定 测）称右旋极化，如图（c），逆时针方向旋转（满足左手定测）称左 旋转化，如图（d）。 因此，若
介质极化片的材料要用微波损耗小的聚四氟乙烯，俗称特富龙 Teflon类的有机绝缘材料，也可用有机玻璃或其它塑料片，厚度不够可 用2～3层粘合。C波段介质极化片其实就是一个长方形的绝缘片，长度 约为圆极化波的波长7cm左右，宽度视波导管内径，一般在5.5cm～ 6.0cm间，介质极化厚度约6mm。波导管长筒形介质极化片长度选用一个 波长，如OS-222普斯类，波导管短筒选用半个波长为宜PBI-1200类。
(e) 右旋椭圆极化
(f) 左旋椭圆极化
三、总结
天线的极化应用非常广泛，极化也是天线的一种现象，值得注意的 是，若卫星电视广播的电磁波为右旋圆极化波，但右旋圆极化波经反射 面一次反射则变为左旋圆极化，所以，进入前馈天线馈源的圆极化是左 旋的。对于后馈天线而言，入射波经主、副反射面二次反射后，仍然为 右旋圆极化波。
1、 线极化 （1）、线极化描述
电场矢量在空间的取向固定不变的电磁波叫线极化。有时以地面为 参数，电场矢量方向与地面平行的叫水平极化，与地面垂直的叫垂直极 化。电场矢量与传播方向构 成的平面叫极化平面。垂直极化波的极化 平面与地面垂直；水平极化波的极化平面则垂直于入射线、反射线和入 射点地面的法线构成的入射平面。
（2）、极化波的应用
在移动通信系统中，一般均采用垂直极化的传播方式，雷达、导 航、制导、通信和电视广播上广泛采用圆极化波。因为一个线极化波可 以分解为两个振幅相等、旋向 相反的圆极化波，一个椭圆极化波可以 分解成两个不等幅的、旋向相反的圆极化波，用圆极化天线来接收信号 的话，不管发射的极化方式如何肯定能收到信号，不会 出现失控的情 况。