天線極化是描述天線輻射電磁波矢量空間指向的參數。由於電場與磁場有恆定的關係，故一般都以電場矢量的空間指向作為天線輻射電磁波的極化方向。
基本介紹
- 中文名：天線極化
- 參數：天線輻射電磁波矢量空間指向
- 涉及：無線傳輸與接入
- 屬於：通信科技
天線的極化概念描述,天線的極化分類,
天線的極化概念描述
天線的極化特性是以天線輻射的電磁波在最大輻射方向上電場強度矢量的空間取向來定義的，是描述天線輻射電磁波矢量空間指向的參數。由於電場與磁場有恆定的關係，故一般都以電場矢量的空間指向作為天線輻射電磁波的極化方向。
天線的極化分類
天線的極化分為線極化、圓極化和橢圓極化。線極化又分為水平極化和垂直極化；圓極化又分為左旋圓極化和右旋圓極化。
線極化
（1）線極化描述
電場矢量在空間的取向固定不變的電磁波叫線極化。有時以地面為參數，電場矢量方向與地面平行的叫水平極化，與地面垂直的叫垂直極化。電場矢量與傳播方向構成的平面叫極化平面。垂直極化波的極化平面與地面垂直；水平極化波的極化平面則垂直於入射線、反射線和入射點地面的法線構成的入射平面。
（2）線極化的數學分析
在三維空間，沿Z軸方向傳播的電磁波，其瞬時電場可寫為：
可見合成矢量的端點的軌跡為一條直線。
線極化波又有水平極化波和垂直極化波之分。
圖1 線極化圓極化
（1）圓極化的描述
當無線電波的極化面與大地法線面之間的夾角從0~360度周期地變化，即電場大小不變，方向隨時間變化，電場矢量末端的軌跡在垂直於傳播方向的平面上投影是一個圓時，稱為圓極化。在電場的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90度或270度時，可以得到圓極化。圓極化，若極化面隨時間旋轉並與電磁波傳播方向成右螺旋關係，稱右圓極化；反之，若成左螺旋關係，稱左圓極化。
（2）圓極化的數學分析
圖2 圓極化橢圓極化
（1）橢圓極化的描述
若Ex和Ey幅度和相位差均不滿足上述條件時，合成矢量端點的軌跡為一個橢圓。橢圓極化波的橢圓長短軸之比，稱為軸比，當橢圓的軸比等於1，橢圓極化波即是圓極化波。當軸比為無窮時，電波的極化為線極化。
根據電場旋轉方向不同，橢圓極化和圓極化可分為右旋極化和左旋極化兩種。沿波的傳播方向看去，電場矢量在截面內順時針方向旋稱右旋極化，逆時針方向旋稱左旋極化。
圖3 橢圓極化