正交偶极子的极化特性分析

李棉全 李永祯 董 健 王雪松

(国防科技大学电子科学与工程学院，湖南 长沙 410073)

引 言

目前，双极化阵列天线已被广泛应用于现代通信和雷达等领域[1-6]。一方面，双极化阵列天线能够发挥极化分集的信息处理优势，提高通信容量[2]和抗信道衰落能力[4]，增强雷达的目标识别能力[5]等；另一方面，双极化阵列天线具有波束指向、波束形状快速变化能力，易于形成多个波束，提高雷达的数据率和多目标跟踪能力[6]等。

根据天线理论，在给定频率和空间指向的远场区，天线存在着某一确定的极化方式，随着工作频率和空间指向的不同，天线辐射场的极化方式也有所不同，这意味着天线的极化是频率和空域指向的函数，且与天线形式有关，天线极化在空间的这种变化特性称为天线的空域极化特性[7]。与机械扫描体制天线相比，相控阵天线的空域极化特性更为复杂，其辐射电场的极化状态取决于波束扫描方向、阵元形式、阵元耦合等因素[8-11]。文献[8]使用三维电磁仿真软件(XFDTD)分析了单极化阵列天线的空域极化特性。文献[9]使用无限电流元模型分析了两正交电流元的极化纯度随扫描角的变化规律，并提出了提高极化纯度的幅相控制方法。为了评价双极化系统的交叉极化性能，Stutzman[10]定义了双极化通信系统的交叉极化隔离度和交叉极化鉴别率两个指标，文献[11]根据文献[10]中的定义，以辐射圆极化信号为例，分析了正交偶极子天线的极化隔离度。

现有关于双极化阵元的文献大多纯粹考虑天线的极化特性，而未考虑其在极化雷达中的应用。……