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圆型或线性极化

如果你研究过卫星电视图表,你或许注意到多数的Ku波段转发器采用线极化(垂直或水平)方式工作,而多数C波段转发器采用圆极化方式工作。这里面有什么理由吗 ? 或者只是某人已经这样开始,而其他人只能步其后尘 ?

这是有道理的。但是在我们试着解释之前, 首先让我们简单介绍一下极化。一般来说,电磁波是电场和磁场的组合,他们总是同时出现。电场矢量与磁场矢量相互垂直并都与电波传播方向垂直。在图1里,电磁波正在向上传播。现在,如果在电矢量和磁矢量之间没有相位变化,我们就得到线极化。我们根据其与赤道平面的关系分别称之垂直或水平极化。如果有 ± 90°的变化,我们便有了圆极化。90°的变化(正或负) 意谓着当电场达到最大值时, 磁场等于零,反之亦然。在图 1里你能见到这种情形。理论上,如果相位的变量是其它数值时(既不是0/180 °,也不是± 90°),我们就得到椭圆极化,但是它不用于卫星信号传输,因此我们不想在这里讨论它。依靠 90°以前的信号,我们得到了右旋极化(RHCP)和左旋极化(LHCP)。

目前,制造性能较好的线极化LNBF要比制造圆极化的容易许多。这就是多数Ku波段LNBF采用线极化的原因。线极化众所周知的缺点之一是需要根据你所在位置来调整极化角。对于圆极化则不需要,你只需要把圆极化LNBF安装在你天线的焦点上就可以了。

另外一个少为人知但却更为重要的事实是地球磁场引起法拉第螺旋影响线极化信号的灵敏度,而电磁矢量的旋转对于圆极化信号没有影响。因频率迅速衰减的法拉第效应对于Ku波段来说可以忽略不计,而对于C波段则大大不然! 那是为什么呢?在C波段采用线极化相当危险,这一点在接近地球磁极区域的时候尤为重要。

电视节目供应商决定他们想要将信号覆盖哪些区域时, 如果重要的区域出现恶劣天气情况(雨, 雪)的机率较高或者位于高的纬度(这意谓着信号要穿过厚厚的云层),那他们宁愿选择C波段。你或许知道,与Ku波段比,C波段受恶劣天气情况的影响很小。而且因为C波段对法拉第效应敏感, 圆极化是较好的选择。

但是如果该区域位于中间纬度并且天线的尺寸成为主要关注问题时(就像在欧洲的大城市中),Ku波段则成为选择。由于我们不再为法拉第效应担忧,线极化将会借助于性能良好的LNBF,更容易将信号提供给终端用户们。


 
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