你知道为啥垂直极化的发射天线，最好用垂直极化的接收天线接收么？

天线极化很重要。如果收发天线不使用同种极化，会造成20dB以上的信号损失。

公式表达

一个实际电场，可以分解成Ex和Ey两个分量。如下图所示，Ex的幅度为a，Ey的幅度为b，两者的相位差为phi。

极化的分类

天线将射频电流转换成电磁波，辐射到空间；也将空间中的电磁波转换成电流，接收至电路。实际总电场的运动轨迹决定了电磁波的极化方向。一般来说，大多数是线极化或者圆极化。

线极化的电场运动轨迹是一根线，圆极化的电场运动轨迹为圆，在一个周期内完成一个圆周。

当电场的方向与大地表面垂直时，为垂直极化；电场的方向与大地表面平行，为平行极化。

圆极化天线会引用轴比的概念，即电场旋转时，最大值和最小值的比值，通常以dB为单位。当轴比接近0dB时，天线则为圆极化；当轴比大于1~2dB时，天线则为椭圆极化。

给系统选择合适的极化方式，可以增强系统的整体性能并且降低相邻系统之间的干扰。

在线性极化系统中，极化相差45 度使信号衰减高达 3 dB；如果相差 90 度，衰减可能为 20 dB 或更多。同样，在圆极化系统中，两个天线必须具有相同旋转方向。否则，将产生多达 20 dB 的损耗。

天线极化的测量

同一个天线，在一段频率下是圆极化，但在其他频率下，可能是线极化。

我们可以用以下的方法来测试天线的极化。

用待测天线当发射天线，已知极化的天线作为接收天线。接收天线为线极化天线，比如偶极子天线。

接收天线绕着X轴转动（线极化的角度发生变化，比如刚开始是垂直极化，旋转90度后，变为水平极化），待测天线位置固定。记录接收天线旋转360度时所接收到的功率，就会得到天线的极化信息。

假设待测天线为线极化，且摆放位置为垂直极化；接收天线的初始摆放状态为垂直极化，则接收功率如下图所示。可以看到，在旋转角度为0和180度时，接收天线接收到的功率最大。此时，两天线都处于垂直极化的状态。

假设待测天线为线极化，且摆放为平行极化；接收天线的初始摆放位置仍然为垂直极化，则接收天线接收的功率如下图所示。可以看到，当接收天线绕x轴旋转90度时，接收到的功率最大。

如果待测天线为圆极化天线，则接收天线绕X轴转动时，接收到的功率为恒定值。这点是圆极化天线的重要特性。

由下表可知，收发天线极化方式对接收功率的影响。比如发射天线为垂直极化，接收天线为平行极化时，理论上，接收到的功率为无穷小，但是实际上由于波的反射、散射等影响，实际上为-20dB左右。

怎么判断圆极化天线是左旋圆极化还是右旋圆极化呢？

站在天线的后面，看向波传播的方向。然后看电场的轨迹是顺时针还是逆时针，来判定是天线是左旋还是右旋。

那发射天线和接收天线，如果都是站在天线的后面，那对于观测者来说，波的传播方向是不一致的。那是不是如果天线作为发射时，是左旋圆极化；那作为接收时，就变为右旋圆极化么？

这显然不能接受啊。

所以，定义天线的圆极化方式时，不管天线实际使用场景是作为接收还是发射，都统一以天线作为发射天线时的判断结果为准。

那怎么能快速判断圆极化的方式呢？

假设波的传播方向和电场的轨迹如下图所示。然后拿出你的两只手去对波的传播方向，把大拇指对准波的传播方向，四个手指弯曲的方向对准电场的运动轨迹。右手符合，则是右旋圆极化；左手符合，则是左旋圆极化。

那为什么垂直极化的发射天线最好配垂直极化的发射天线呢？

我暂时没有找到关于这个点的学术资料，如果哪位读者有的话，欢迎告知。

所以呢，也不知道我这个解释对不对。

大概就是，用范式起电机产生一个强大的电场，电场径向指向外部，则A点和B点会有很大的电势差，则在A点和B点之间放置一灯管，尽管没有闭合回路，但是灯管内会产生电流。但如果把灯管旋转90度，则不会亮。

也就是说，外部电场会使灯管内的电子移动，从而产生电流。

当时，看到这的时候，我也没想到这和天线的极化有啥关系。

直到我看另一篇文档时，看到这个图。那是一篇讲解EMC知识的文档。

是不是突然想到了啥？

垂直极化的发射天线(偶极子天线)，其电场的运动方向是垂直于大地的；那接收天线(偶极子天线)也处于垂直状态，就是只有放置成垂直极化时，才能感应出电流；如果旋转90度，放置成水平极化，当然啥也感应不到了啊。

参考资料：

https://www.antenna-theory.com/measurements/polarization.php

https://learnemc.com/practical-em-shielding