天线的参数指标(9) 极化损耗、极化隔离
9.极化损耗(Loss)、极化隔离(Isolation)
垂直极化波要用具有垂直极化特性的天线来接收,水平极化波要用具有水平极化特性的天线来接收。右旋圆极化波要用具有右旋圆极化特性的天线来接收,而左旋圆极化波要用具有左旋圆极化特性的天线来接收。
当来波的极化方向与接收天线的极化方向不一致时,接收到的信号都会变小,也就是说,发生极化损失。例如:当用+ 45°极化天线接收垂直极化或水平极化波时,或者,当用垂直极化天线接收 +45°极化或-45°极化波时,等等情况下,都要产生极化损失。用圆极化天线接收任一线极化波,或者,用线极化天线接收任一圆极化波,等等情况下,也必然发生极化损失,只能接收到来波的一半能量。
表2-3给出了极化损失的典型实例,应用中可以参考本表计算极化损耗。
表2-3 极化损失的典型实例
在超高频RFID实际应用中,为了增加取向的多样性,阅读器天线通常设置为圆极化辐射,而大多数的超高频RFID标签都设计成线极化,这时就会产生极化损失,而且标签只能接收到传输功率的一半。比如阅读器天线对于一个线极化标签来说标称8dBi的圆极化天线其实只相当于5dBi的线极化天线;因此在这种情况下如果把阅读器天线换位线极化天线,且极化方向相同,则标签的功率接收可以改善3dB。
当接收天线的极化方向与来波的极化方向完全正交时,例如用水平极化的接收天线接收垂直极化的来波,或用右旋圆极化的接收天线接收左旋圆极化的来波时,天线就完全接收不到来波的能量,这种情况下极化损失为最大,称极化完全隔离。
理想的极化完全隔离是没有的。馈送到一种极化的天线中去的信号多少总会有那么一点点在另外一种极化的天线中出现。例如图2-29所示的双极化天线中,设输入垂直极化天线的功率为10W,结果在水平极化天线的输出端测得的输出功率为10mW。在这种情况下的极化隔离为Loss= 10 lg (10,000 mW / 10 mW) = 30(dB)。
图2-29 极化隔离
在超高频RFID的一些应用中,我们可以充分的利用极化隔离来避免一些信号的干扰。如在一个车辆管理系统中,有两组电子车牌使用,且需要同时工作,可以一组使用垂直极化,一组使用水平极化,同时阅读器天线也使用垂直极化和水平极化,这时两个阅读器可以同时对靠近的两个标签进行识别,且不会互相干扰,就是利用了极化隔离的技术。