2008年03月02日 星期日 16:57
认识极化
我们知道电磁波是以电和磁同时存在且电场又与磁场互为垂直的一种无线电波。少年时的我在装制收音机的过程中,发现了中波收音机单独使用金属拉杆天线时,没有方向性,只要是天线直立即可收到电台的信号,而天线非直立或是水平时,接收信号的效果变差。装置磁性天线的收音机,则该天线必须水平装置在收音机内,接收某一方向的电台信号时,必须是磁性天线的侧面正对准该电台方向接收效果最好,而将磁性天线的端面对准电台方向时,正好是收不到信号或信号很差。这些现象当时给了我很大的启发,这也验证了电磁波的特性:即电磁波中电场与磁场互为垂直传播。拉杆天线接收的是电磁波中的电场信号,为垂直于地面的信号,所以,拉杆天线必须垂直旋转才能良好地接收(编者注:这是由于天线的方向性造成的,包括看似没有方向的全方向性天线);而磁性天线,是由特殊的磁性材料合成,该合成物质在磁场中会因磁场的变化而产生伸缩及振动,致使绕在它上边的线圈中产生出电信号,这些信号即是所要接收的信号。这也使我想到,接收天线似乎与所接收的电磁波有一种“耦合”或者是叫做“跟踪”的问题,“极化”的概念不曾引出。
七十年代,我动手组装了晶体管与电子管混合式电视机,因为我所居住的县城离电视转播台很远,又处于半丘陵地区,接收电视信号很困难。我将室外天线竖得很高,并先后制作了多元八木天线、阵列天线、框形天线、三角天线等。记得,该转播台转播电视用1频道转发信号,其使用频率中心波长达五点七米,三角形天线竖起来后,就像一栋小房子的屋架……。艰苦的实践中,使我了解了电磁波的电场方向,用在收音机上是垂直的,用在电视的信号传输上是水平的。所以,电视机的室外天线必须水平放置才行。至此,电磁波中“电场方向可变”的概念在我的头脑中初步形成,它也是我认识“极化”的开始。
八十年代,开始接收前苏联卫星上的714MHz信号,因其采用园极化方式传播,且信号较弱,我先后实践了左旋园极化天线、右旋园极化天线、单体园极化天线和三体园极化天线阵列等。(编者注:此星上只有右旋园极化波)理论上的不断更新,实践中的不断深入,“极化”在我的头脑中也有了较深的印象。人们可以利用不同的极化方式来传播不同的信号,以防止相互干扰。如当时随着各地电视转播台的建立和一些调频广播电台的开通,加之水利、金融、林业等一些电台投入使用,它们传播的信号,除频率上严格规定外,都在极化上加以考虑。同一地的电视信号为水平极化波,则电台应为垂直极化波。随着科技的发展,电磁波传播信号所使用的频率也不断增高,致使接收设备的天线也因缺少相应的磁性物质,而几乎被金属天线全部占领。人们冷淡了电磁波中的磁场分量,称电磁波叫电波,并以电磁波中电场的方向定为极化方向。 九十年代,我利用工作之余,学习卫星电视的相关知识,从《卫视传媒》等书刊上了解卫星电视的新动态,学习同行经验,对单位的一些早期设备进行革新改造。在把卡塞格伦天线园极化馈源改造为线极化馈源的实践中,通过调节馈源上的调感螺丝对和改变介质片方向等措施,成功地改造了馈源。使理论和实践得以融合。 卫星接收的电视信号向地面传播时,更讲究极化,用不同的极化方式转发信号,以防止干扰并可以实现频率多用。如:除去频率上严格控制外,其卫星的上行信号与下行信号极化方式不同,相邻转发器极化方式不同,一个波束与另一个波束极化方式不同等等。目前下行信号主要有线极化,包括垂直极化与水平极化。园极化,包括左旋园极化、右旋园极化和隋园极化等。同时,卫星参数上的极化,是指星上发出的信号相对垂直于地面即“星下点”而言,接收同一卫星的信号,由于地理位置的不同,其极化方向略有改变。 --------------------------------martin |
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