从调频广播极化方式演变看垂直极化与水平极化的区别

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不懂这40个天线知识,别说自己会玩无线电中可以了解,在业余无线电的天线使用过程中,最常用的天线极化方式就是两种,一个是垂直极化,一个是水平极化。这种极化方式也不难理解,将车苗子或者玻璃钢天线垂直摆放就是垂直极化,将其水平摆放就是水平极化。

显然,不论是采购的专业天线,亦或是自制的VHF/UHF四分之一波长天线,我们通常的做法都是将天线垂直安装,也就是采用的是垂直极化的方式。这是为什么呢?另外,与垂直极化相比,水平极化又有哪些优缺点呢?或者简单说,哪种极化方式传播效果更好,可以获取更好的信号报告

调频FM广播天线
调频FM广播天线

俗话说,做人做事要知其然还要知其所以然,才能运筹帷幄、百战百胜。对于火腿来说也是一样,想玩好业余无线电,连天线水平极化和垂直极化都搞不清楚,怎么能够极可能地发挥天线的潜力和通联的效果呢。就像前面文章谈到的航空波段为何使用调幅制式(AM)的原因,当有特殊需要的时候,我们就可以通过灵活地选用调频制式来解决同类问题。话说回来,让我们以常见的调频广播为例,来深入了解这个问题。

早期制定调频广播标准时,多数国家都以采用水平极化方式为主,主要有以下几点考虑:

  1. 城市工业无线电干扰大多为垂直极化,调频广播采用水平极化有利于抗干扰。
  2. 水平极化与地面反射电波相位角小,可以避免出现垂直极化远距离传播时存在的直射波与地面反射波相互抵消的问题。
  3. 水平极化天线支持物(铁杆、铁塔)及垂引馈线的感应场的再辐射对天线特性影响小。

我国调频广播电台也是如此,但然后随着社会的发展和收音机特别是车载FM收音机的普及,很多调频广播电台改造为采用垂直极化。因为水平极化相对于垂直极化来说有2个严重的普遍性问题:

  1. 由于收音机接收广播电台的水平极化波时不便于调节到接受水平的极化信号最佳状态,因此收听时大都存在着很大的极化损失,因为很难知道怎么样水平摆放才能与调频电台天线保持水平对称。
  2. 在车载电台移动收听更是如此,随着车子移动,车载电台的对于调频广播的方位在不断变化,无法时刻保持天线水平对准电台方向。

相比之下,垂直极化就非常简单了,只要将收音机天线垂直摆放就可以同电台天线保持平行。因此,为了更好地服务听众,降低听众的接收难度并提高接收效果,纵使水平极化有诸多优点,调频广播电台也不得不将极化方式改造为垂直极化。同时,从上述4个优点和2个缺点,可以轻松总结出来水平极化和垂直极化的优缺点:

  • 水平极化
  1. 抗干扰强
  2. 地面反射波影响小
  3. 接收难度大
  4. 特别不利于移动接收
  • 垂直极化
  1. 抗干扰弱
  2. 地面反射波影响大
  3. 接收简单
  4. 特别适合移动接收

综上所述,在业余无线电的使用中采用垂直极化可以轻松与各方位、特别是移动中的友台进行通联,但是若想要进行点对点远距离通联试验,建议采用水平极化方式。

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