如何从地面验证一个已安装微波天线的极化方向

1、什么是天线极化？

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。

2、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。本文主要是介绍线极化方向的判定，因此下文对圆极化和椭圆极化不作展开。

线极化

（1）线极化描述

电场矢量在空间的取向固定不变得电磁波叫极化。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）线极化的数学分析

在三维空间，沿Z轴方向传播的电磁波，其瞬时电场可写为：

（3）线极化的图形表示

3、为什么要验证天线极化？

如果电磁波的极化被天线极化旋转抵消，则该天线仅能捕获所述电磁波的一部分。因此，如果发射天线和接收天线以同一平面为基准平面，则为了实现通信链路的最佳效率，其极化方向应当相同。

线极化系统的极化损耗取决于线极化天线和电磁波的极化矢量之间的角度，而且最大极化损耗发生于两者之间呈45度角时。在45度的极化矢量偏转角度下，最大极化损耗为0.5（即3dB）。在圆极化或椭圆极化系统的情形下，极化损耗的计算更加复杂，而且最大极化损耗可高达30dB。这就是为什么可利用极化实现信号隔离及天线系统之间可发生干扰的原因。虽然存在极化损耗，但以不同方式极化的天线仍可从具有不同极化类型的电磁波中接收到信号。因此，极化可实现的信号隔离效果具有一定的限度。

由于垂直极化电磁波比水平极化电磁波更加易于穿过起伏不平的地貌，因此垂直极化天线在陆地移动通信用途中具有更佳表现，而水平极化方式在仰赖电离层且通常为长距离通信的用途中表现更好。此外，由于圆极化通常可更佳地缓解卫星定向偏移导致的衰弱，因此圆极化常用于卫星通信。