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認(rèn)識(shí)極化
發(fā)布日期：[2004-03-23] 我們知道電磁波是以電和磁同時(shí)存在且電場(chǎng)又與磁場(chǎng)互為垂直的一種無線電波。少年時(shí)的我在裝制收音機(jī)的過程中，發(fā)現(xiàn)了中波收音機(jī)單獨(dú)使用金屬拉桿天線時(shí)，沒有方向性，只要是天線直立即可收到電臺(tái)的信號(hào)，而天線非直立或是水平時(shí)，接收信號(hào)的效果變差。裝置磁性天線的收音機(jī)，則該天線必須水平裝置在收音機(jī)內(nèi)，接收某一方向的電臺(tái)信號(hào)時(shí)，必須是磁性天線的側(cè)面正對(duì)準(zhǔn)該電臺(tái)方向接收效果最好，而將磁性天線的端面對(duì)準(zhǔn)電臺(tái)方向時(shí)，正好是收不到信號(hào)或信號(hào)很差。這些現(xiàn)象當(dāng)時(shí)給了我很大的啟發(fā)，這也驗(yàn)證了電磁波的特性：即電磁波中電場(chǎng)與磁場(chǎng)互為垂直傳播。拉桿天線接收的是電磁波中的電場(chǎng)信號(hào)，為垂直于地面的信號(hào)，所以，拉桿天線必須垂直旋轉(zhuǎn)才能良好地接收（編者注：這是由于天線的方向性造成的，包括看似沒有方向的全方向性天線）；而磁性天線，是由特殊的磁性材料合成，該合成物質(zhì)在磁場(chǎng)中會(huì)因磁場(chǎng)的變化而產(chǎn)生伸縮及振動(dòng)，致使繞在它上邊的線圈中產(chǎn)生出電信號(hào)，這些信號(hào)即是所要接收的信號(hào)。這也使我想到，接收天線似乎與所接收的電磁波有一種“耦合”或者是叫做“跟蹤”的問題，“極化”的概念不曾引出。 七十年代，我動(dòng)手組裝了晶體管與電子管混合式電視機(jī)，因?yàn)槲宜幼〉目h城離電視轉(zhuǎn)播臺(tái)很遠(yuǎn)，又處于半丘陵地區(qū)，接收電視信號(hào)很困難。我將室外天線豎得很高，并先后制作了多元八木天線、陣列天線、框形天線、三角天線等。記得，該轉(zhuǎn)播臺(tái)轉(zhuǎn)播電視用１頻道轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，其使用頻率中心波長(zhǎng)達(dá)五點(diǎn)七米，三角形天線豎起來后，就像一棟小房子的屋架……。艱苦的實(shí)踐中，使我了解了電磁波的電場(chǎng)方向，用在收音機(jī)上是垂直的，用在電視的信號(hào)傳輸上是水平的。所以，電視機(jī)的室外天線必須水平放置才行。至此，電磁波中“電場(chǎng)方向可變”的概念在我的頭腦中初步形成，它也是我認(rèn)識(shí)“極化”的開始。 八十年代，開始接收前蘇聯(lián)衛(wèi)星上的７１４ＭＨｚ信號(hào)，因其采用園極化方式傳播，且信號(hào)較弱，我先后實(shí)踐了左旋園極化天線、右旋園極化天線、單體園極化天線和三體園極化天線陣列等。（編者注：此星上只有右旋園極化波）理論上的不斷更新，實(shí)踐中的不斷深入，“極化”在我的頭腦中也有了較深的印象。人們可以利用不同的極化方式來傳播不同的信號(hào)，以防止相互干擾。如當(dāng)時(shí)隨著各地電視轉(zhuǎn)播臺(tái)的建立和一些調(diào)頻廣播電臺(tái)的開通，加之水利、金融、林業(yè)等一些電臺(tái)投入使用，它們傳播的信號(hào)，除頻率上嚴(yán)格規(guī)定外，都在極化上加以考慮。同一地的電視信號(hào)為水平極化波，則電臺(tái)應(yīng)為垂直極化波。隨著科技的發(fā)展，電磁波傳播信號(hào)所使用的頻率也不斷增高，致使接收設(shè)備的天線也因缺少相應(yīng)的磁性物質(zhì)，而幾乎被金屬天線全部占領(lǐng)。人們冷淡了電磁波中的磁場(chǎng)分量，稱電磁波叫電波，并以電磁波中電場(chǎng)的方向定為極化方向。 九十年代，我利用工作之余，學(xué)習(xí)衛(wèi)星電視的相關(guān)知識(shí)，從《衛(wèi)視傳媒》等書刊上了解衛(wèi)星電視的新動(dòng)態(tài)，學(xué)習(xí)同行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)單位的一些早期設(shè)備進(jìn)行革新改造。在把卡塞格倫天線園極化饋源改造為線極化饋源的實(shí)踐中，通過調(diào)節(jié)饋源上的調(diào)感螺絲對(duì)和改變介質(zhì)片方向等措施，成功地改造了饋源。使理論和實(shí)踐得以融合。 衛(wèi)星接收的電視信號(hào)向地面?zhèn)鞑r(shí)，更講究極化，用不同的極化方式轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)，以防止干擾并可以實(shí)現(xiàn)頻率多用。如：除去頻率上嚴(yán)格控制外，其衛(wèi)星的上行信號(hào)與下行信號(hào)極化方式不同，相鄰轉(zhuǎn)發(fā)器極化方式不同，一個(gè)波束與另一個(gè)波束極化方式不同等等。目前下行信號(hào)主要有線極化，包括垂直極化與水平極化。園極化，包括左旋園極化、右旋園極化和隋園極化等。同時(shí)，衛(wèi)星參數(shù)上的極化，是指星上發(fā)出的信號(hào)相對(duì)垂直于地面即“星下點(diǎn)”而言，接收同一衛(wèi)星的信號(hào)，由于地理位置的不同，其極化方向略有改變。 |
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