天线极化

天线极化是指辐射电磁波电场的方向。该电场决定了天线如何发射和接收信号。根据天线设计，极化可以是线性的、圆形的或椭圆形的。

首先，线性极化具有恒定的电场方向。相对于地球表面，它可以是垂直的或水平的。极化不匹配的天线会损失信号强度。因此，匹配发射器和接收器的极化至关重要。其次，圆极化在波传播时旋转电场。它可以是右手圆极化或左手圆极化，具体取决于旋转方向。这种类型可以抵抗来自反射或多径效应的信号衰减。例如，GNSS 卫星使用右手圆极化。然后，椭圆极化结合了线性和圆形特性。电场描绘的是椭圆而不是圆形或直线。这是由两个垂直分量中不等的信号幅度造成的。

极化会影响信号强度、质量和可靠性。正确的极化可确保发射和接收天线之间有效的能量传输。当极化不同时，会发生称为极化不匹配的损耗。在严重的情况下，这些损耗可能会达到几分贝。此外，环境因素也会影响极化。来自建筑物或表面的反射会改变波的方向。因此，信号接收可能会降低或波动。圆极化有助于减少移动或动态环境中的此类影响。此外，天线方向决定了极化。旋转它可以改变其极化面。在安装过程中，必须正确对齐此工具。这种对齐对于通信系统、雷达和导航接收器至关重要。

极化分集可以提高系统性能。它使用具有不同极化的多个天线。这种设置提高了在具有挑战性的条件下的信号可靠性。

对于 GNSS 系统，最佳选择是什么？

GNSS 系统通常使用右手圆极化 (RHCP) 天线。主要原因是圆极化能更好地容忍物理方向不匹配。例如，如果我们使用垂直定向的鞭状天线（垂直极化）进行发射，并使用相同类型的天线进行接收，则当两个天线垂直对齐时，信号会很强。但是，如果接收天线旋转 90 度到水平极化，则信号强度会下降 20 分贝或更多。发生这种情况是因为水平极化天线很难接收垂直极化信号。

圆极化天线结合了两个天线：一个水平极化天线和一个垂直极化天线。它们的输出与 90 度相移相结合。此相移的方向决定了天线产生的是右手圆极化 (RHCP) 还是左手圆极化 (LHCP)。