天线是如何辐射出各种极化波的?

如题所述

天线极化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。

天线辐射出的是电磁波,电磁波在空间传播是有不同的极化方式的,通常的极化方式有线极化,圆极化和椭圆极化。线极化可看做是电磁场矢量在一条直线上来回振动向前传播,圆极化或椭圆极化可看做是电磁场矢量绕着传播方向沿圆形或椭圆形路径转动向前传播。实际中绝对的圆极化电磁波几乎没有,通常将轴比小于3的电磁波视为圆极化。所谓极化天线,就是要使天线辐射出的电磁场满足一定的极化特性。

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第1个回答  2017-12-03

天线辐射出怎样的极化波主要看激励出什么样的电流,电流的分布是和极化密切相关的。
若激励的是单一方向的电流,则辐射的是线极化波。
螺旋天线产生怎样的极化波,主要看螺旋线的绕向。按右手螺旋系绕制的产生右旋极化波。

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。

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。

当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0~360度周期地变化,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度或270度时,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。

若Ex和Ey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圆。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。当轴比为无穷时,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极化和左旋极化两种。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,逆时针方向旋称左旋极化。

第2个回答  2017-12-03

大部分天线的极化方向是跟电流的方向一致,但是缝隙天线(喇叭天线也是其中一种)的极化方向其实是跟缝隙的电场分布有关。比如非常窄的缝隙天线,如果在缝隙中间加激励,电流其实是围绕缝隙边缘流动的,这样就会导致正反两个防线的电流在远场相互抵消。这时候应该看电荷的分布,进而推到出电场的分布。时变电场产生辐射。在导体面上开缝形成的天线,也称为开槽天线。典型的缝隙形状是长条形的,长度约为半个波长。缝隙可用跨接在它窄边上的传输线馈电,也可由波导或谐振腔馈电。这时,缝隙上激励有射频电磁场,并向空间辐射电磁波。

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