天线基本知识及应用--天馈系统和极化问题

三 极化器对极化波的接收

1. 极化波

电波在空间传播时，其电场矢量的瞬时取向称为极化。如果电波传播时电场矢量的空间描出轨迹为一直线，它始终在一个平面内传播，则称为线极化波。线极化波又有水平极化波和垂直极化波之分。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。

电波的极化特性取决于发射天馈系统的极化特性。接收天线

2. 极化器

极化器是控制天馈系统极化方向的装置，用于选择与卫星电视信号一致的极化型式，并抑制其它型式的极化波，以获得极化匹配，实现最佳接收。现代卫星电视传输中，还利用垂直极化与水平极化、左旋圆极化和右旋圆极化的相互隔离之特性传送不同的电视节目，以提高卫星的传输容量。圆极化波和线极化波各有优缺点，圆极化波在穿过雨雾层和电离层时，引入的损耗小，也不存在线极化波极化面旋转的问题，而线极化波的最大优点是实现简单。

3. 天线馈源对线极化波的接收

值得注意的是，卫星转发器发射的线极化波是以卫星的轴系为基准来定义的。例如，广播卫星的水平极化波是和同步轨道在卫星定点处的切线平行的，而垂直波是和切线垂直的。以水平波为例，图中与卫星定点经度相同的地面站A，接收到的水平波没有变化；而不同经度的站B，接收到的水平波产生了倾斜，离卫星定点经度越远，倾斜越严重。为了实现匹配，必须对站B的馈源作相应的极化补偿，即转一个角度P。而在赤道上的站C，是极端情况，在那里接收水平信号时，馈源要转90°。

四 天线系统的选择

在工程常用一些主要参量来表征天线的特性，如方向图、主瓣宽度、副瓣电平、增益、极化、频带宽度、驻波比、噪声温度和天线的风荷等。对C频段天线电性能的要求，请参阅国家标准《GB11442- 95》；对Ku频段天线电性能的要求，请参阅国家标准《GB/T 16954-1997》。

选择天线时应注意几个问题：

(1)应严格按《(标称)铝板天线卫星电视接收技术条件》中关于天线的要求进行选择。

(2)天线结构是否合理。如天线支撑是否牢固、仰角和方位角调整杆螺距粗细，以及调节是否方便等。

(3)板状天线与网状天线的选择，与用户的站址有关。在大、中城市或工业区，因空气污染严重，以选择板式为好。若站址在山区风力大的地方，可选合铝网结构的天线，虽然其增益比板式低，受雨雪影响也大，但其抗风能力强。

(4)前馈天线与后馈天线的选择。由于HEMT器件和低噪声场放的出现，使它们可以直接连在馈源后面，克服了前馈馈线比后馈馈线损耗大的缺点，使前馈天线的噪声温度大大降低。目前的前馈天线仅比后馈天线增益低0.2dB左右，这对卫星电视接收站电视信号的接收质量影响很小。但后馈天线可以同时作为卫星通信地球站的天线，而前馈天线不能。