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不同天线类型的极化原理

一、引言

无线通讯技术的快速发展使得通信系统对天线性能的需求越来越高，天线的极化类型

在此背景下显得尤为关键。天线的极化类型主要包括线极化和圆极化两种类型。线极化又

可分为垂直极化和水平极化。不同的极化类型在不同的应用场景下具有不同的优势和劣势。

本文将分别阐述线极化和圆极化的原理和应用场景。

二、线极化

线极化是一种较为常见的天线极化类型，也是目前应用最广泛的一种。线极化分为两

种类型：垂直极化和水平极化。

1.垂直极化原理

垂直极化是指电磁波在空间中的电场矢量垂直于地面的一种天线极化类型。一般电视、

电台和移动通信系统中的基站都采用垂直极化，因为这种极化在水平面上传输距离更远和

相对稳定。

图1垂直极化

在图1中，发射天线所产生的电磁场垂直于天线的方向，也就是垂直于地面。在接收

端，接收天线所接收到的信号的电场矢量也应该是垂直于地面的。

2.水平极化原理

水平极化是指电磁波在空间中的电场矢量平行于地面的一种天线极化类型。一般无线

麦克风、雷达和天空信号接收器等应用采用水平极化。

图2水平极化

在图2中，发射天线所产生的电磁场平行于天线的方向，也就是平行于地面。在接收

端，接收天线所接收到的信号的电场矢量也应该是平行于地面的。

三、圆极化

除了线极化外，还有一种天线极化类型为圆极化。圆极化是指电磁波在空间中的电场

矢量作圆形运动的一种天线极化类型。

图3左旋和右旋圆极化

1.左旋圆极化和右旋圆极化

圆极化分为两种类型：左旋圆极化和右旋圆极化。其交替变化的次数每秒要达到一定

的频率才能实现，这个频率叫做圆极化频率。圆极化常用于卫星通信、无线电监测设备以

及CT扫描仪等医疗设备中。

在图3中，左旋圆极化的电场矢量沿着逆时针方向旋转；右旋圆极化的电场矢量沿着

顺时针方向旋转。在通信过程中，若发射端以右旋圆极化方式工作，那么接收端必须使用

左旋圆极化天线才能收到数据。同样地，若发射端以左旋圆极化方式工作，那么接收端必

须使用右旋圆极化天线才能收到数据。

2.直线圆极化

除了左旋圆极化和右旋圆极化外，圆极化还有一种类型为直线圆极化。直线圆极化是

指电磁波在空间中的电场矢量作直线运动的一种天线极化类型。直线圆极化常用于极端天

气条件下的通讯和雷达探测等场景中。

图4直线圆极化

在图4中，电场矢量随着时间线性运动，平均来说，沿任何方向的两条线极化电路的

一组天线都可以接收到直线圆极化的信号。这种天线也常被称为“斜极天线”。

四、总结

天线的极化类型对于无线通信系统的性能有着重要的影响。线极化可以进一步分为垂

直极化和水平极化两种类型，其应用广泛。圆极化也常用于卫星通信、无线电监测设备以

及医疗设备等领域。在不同的应用场景下，选择合适的天线极化类型有助于实现更好的通

信性能。

五、线极化和圆极化的应用场景

1.线极化应用场景

（1）垂直极化应用场景

垂直极化适用于电视、电台广播、移动通信基站等场景中。这些应用场景中，基站天

线通常垂直放置，以确保无线信号能够向周围发射并传输到接收器中。也适用于海洋船只、

探矿、地质勘测等需要穿透水或土壤的情况。

（2）水平极化应用场景

水平极化适用于无线麦克风、雷达、地质勘测仪器等场景中。这些应用场景中，需要

用到水平极化天线对特定方向上的信号进行收发。

2.圆极化应用场景

圆极化天线适用于以下场景：

（1）卫星通信

圆极化天线广泛应用于卫星通信，卫星发射的信号主要采用左旋圆极化或右旋圆极化

方式。因为采用圆极化技术可以在不受传播方向的影响下有效地传输信号，从而增强通信

的可靠性。

（2）医疗设备

在医疗设备和医疗通信方面，圆极化天线广泛应用于CT扫描仪和MRI等医疗设备中。

这些设备通常需要使用高性能的天线来收集无线信号，以提高诊断结果的准确性和可靠

性。

（3）移动通信

圆极化天线还广泛应用于移动通信设备中，在通信过程中可以使用圆极化天线来消除

信号多径效应和信号干扰，从而提高通信质量和可靠性。

六、结论

天线极化类型对无线通信系统的性能有很大的影响，可以根据应用场景的需求选择合

适的极化类型。线极化可以分为垂直极化和水平极化两