電磁波正交極化,電磁波正交極化原理是什么?

電磁波輻射的電場(chǎng)矢量方向可按旋轉(zhuǎn)或線性方式變化，對(duì)應(yīng)的兩種電磁波分別被稱為圓極化波和線極化波。圓極化包含相互正交的左旋和右旋兩種極化方式，線極化包含相互正交的水平和垂直兩種極化方式。

在相同的頻段同時(shí)使用水平和垂直（或者左旋和右旋）這兩種相互正交的極化方式，被稱為交叉極化頻譜復(fù)用。采用交叉極化頻譜復(fù)用方式的通信衛(wèi)星可以雙倍利用頻譜資源。

地區(qū)性和國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星多采用雙線極化復(fù)用方式。國(guó)際衛(wèi)星組織的C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器多采用雙圓極化復(fù)用方式。

國(guó)際電聯(lián)分配的電視直播頻段采用雙圓極化復(fù)用方式。由于圓極化電波在穿越雨區(qū)時(shí)，更容易產(chǎn)生去極化效應(yīng)，降低交叉極化隔離度。國(guó)際電聯(lián)規(guī)定，廣播衛(wèi)星在經(jīng)過(guò)協(xié)調(diào)后，也可以改用雙線極化復(fù)用方式。

衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)，主要由拋物面天線，饋電源，衛(wèi)星接收機(jī)，變頻器、低噪聲放大器等裝置組成，其工作過(guò)程為：拋物面天線接收到微弱的信號(hào)，經(jīng)拋物面無(wú)線的反射匯聚到其焦點(diǎn)，由饋電源（饋源）輸送至低噪聲放大器，放大后的信號(hào)送入變頻器，把信號(hào)頻率降為950MHz～1450MHz，然后經(jīng)同軸電纜送到衛(wèi)星電視接收機(jī)，選擇一個(gè)頻道的節(jié)目再經(jīng)放大混頻，解調(diào)等送入監(jiān)視器或電視地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)。衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)如下圖所示：

衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)

拋物面天線的作用是把微弱的衛(wèi)星電視信號(hào)聚焦在其焦點(diǎn)上，在其焦點(diǎn)處可以使信號(hào)強(qiáng)度增加20萬(wàn)~50萬(wàn)倍。要把天線準(zhǔn)確的對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的發(fā)射波束，同一地區(qū)，接收不同衛(wèi)星的電視信號(hào)，或不同地區(qū)接收同一顆衛(wèi)星的電視信號(hào)，拋物面天線的方位角和俯仰角是不一樣的。接收天線的方向與該衛(wèi)星的位置（經(jīng)度）、接收點(diǎn)的位置（經(jīng)度、緯度）有關(guān)。在調(diào)試時(shí)要根據(jù)衛(wèi)星的資料，調(diào)整天線的俯仰角和方位角，使天線對(duì)準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)器的方向，同時(shí)用監(jiān)視器觀察電視信號(hào)的質(zhì)量，調(diào)好后要擰緊固定螺絲把天線位置固定下來(lái)。拋物面天線有板狀和網(wǎng)狀之分，板狀增益，但重量重、風(fēng)阻大，對(duì)安裝基座的強(qiáng)度有一定的要求，適合在地面安裝；網(wǎng)狀增益小，但重量輕，價(jià)格低、風(fēng)阻小，對(duì)安裝基座無(wú)特殊要求，可安裝在樓頂?shù)任恢?。天線口徑從1.2米～8米有多種型號(hào)，直徑越大，接收匯聚效果越高。一般個(gè)體接收可以使用直徑在2m以下的天線。

饋源的作用是用來(lái)接收天線匯集反射的信號(hào)并將其轉(zhuǎn)化為高頻電流。為了提高衛(wèi)星的傳輸容量減少干擾，衛(wèi)星廣播使用兩個(gè)相互正交的電磁波，即垂直極化波和水平極化波傳送信號(hào)。為了使接收天線極化匹配，天線饋源極化器的極化方向要和衛(wèi)星輻射的極化波的極化相同。

天線系統(tǒng)的調(diào)整一般是先調(diào)整好衛(wèi)星接收天線的仰角、饋源的位置、饋源極化器的極化方向與極化角，在緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)天線的方位角，在相應(yīng)位置附近掃描，在監(jiān)視器上看到圖像清晰、聲音洪亮、沒(méi)有雜波與噪聲。

從低噪聲放大器，經(jīng)過(guò)下變頻后的信號(hào)雖經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大，但仍很微弱，為了減少干擾，衛(wèi)星電視接收機(jī)和拋物面天線的距離不要超過(guò)50米。