隨著衛星通信技術的發展，衛星通信裝備使用日益廣泛，已經由過去的配角走向了前臺，成為信息通信保障的重要手段。由于衛星通信是頻段最高的無線通信手段，高頻微波信號傳輸過程中具有低頻信號所沒有的特性，這些特性對于不具備電磁場理論等知識的操作使用人員晦澀難懂，極化就是其中最突出的一個特性。通過對各級衛星站操作人員知識狀況的調查顯示，大多數操作人員甚至工作多年的業務骨干，沒有極化的概念，天線極化調整隨意，造成極化誤差大，給衛星通信帶來嚴重危害，嚴重影響衛星通信的保障效能。

　　一、極化的概念

　　由于電場和磁場的恒定關系，一般用電場矢量的空間取向作為電磁波極化方向。極化可以通俗理解為電磁場的振動方向，類似于光的偏振方向，當衛星站接收極化與衛星發射極化一致時，就可以最高質量地接收到衛星信號，否則接收信號微弱或完全接收不到信號，造成通信效能低下或通信中斷。同理，當衛星站發射極化與衛星接收極化一致時，衛星轉發器就可以最高質量地接收到衛星站信號，否則導致衛星轉發器接收信號微弱或無法接收地面信號。可以通俗理解為，電磁波中電場矢量振動方向與波導窄邊一致，衛星通信中的極化方向可以通過波導的窄邊進行判斷。由于天線饋源組件中，發射極化與接收極化具有固定的相互垂直關系，一般以接收波導的極化方向代表極化方向，因此，發射垂直極化波和接收水平極化波，稱水平極化，也叫正極化;同理，發射水平極化波和接收垂直極化波，稱垂直極化，也叫反極化。標準極化方向(極化角為0度)時波導與地面的關系如圖1所示。圖1利用波導窄邊判斷標準極化示意圖極化調整角度：極化調整在±90°范圍以內進行，相差180°極化方向相同，相差90°極化方向相反。

　　二、極化誤差的危害

　　衛星站發射信號極化與衛星轉發器的接收極化一致，衛星轉發器通信天線接收信號最強;反之，衛星站接收信號極化與衛星轉發器發射信號極化一致，衛星站天線接收信號最強。所以，調整衛星站極化與衛星轉發器極化一致時通信質量最高。極化誤差危害主要體現在如下兩個方面：一是干擾反極化同頻段轉發器正常工作;二是極化誤差造成信號損失，降低了通信質量。

　　三、極化調整方法

　　極化計算公式：，p為極化角，α為衛星波束中心經度，β衛星站經度，θ為衛星站緯度;當衛星波束中心經度與星下點經度相差不大時或無法知曉衛星波束中心經度時，常用衛星星下點經度代替衛星波束中心經度α進行計算;當不具備計算條件時，極化角計算可以進一步簡化為：P≈α-β，用衛星星下點經度與衛星站經度之差粗略表示極化角，一般用于機動站快速對星。從以上公式可以看出，當兩者經度相同α=β即時，極化角為0°，這時衛星站方位幾乎為正南方向，俯仰最高;兩者經度不同即α≠β時，極化角不為0°，這時衛星站方位偏離正南方向，俯仰隨之降低;兩者經度不同且相差較大時，即α≥β或α≤β時，極化角值較大，此時衛星站方位遠遠偏離正南方向，俯仰更低。因此極化角與方位角、俯仰角具有聯動性;同時，極化角有正值、負值之分，正值代表一個方向，負值代表相反的方向。便攜站和車載站等機動站通常配置前饋天線，固定站配置后饋天線，二者極化方向的判斷方法一致。假定觀察者從天線主面的后部，朝向衛星方向看去，正值為逆時針旋轉的角度，負值為順時針旋轉的角度，調整口訣通俗理解為“以正南為基準，左轉左偏，右轉右偏”。因此，極化調整分為兩步：一是根據使用的極化方式調整到標準極化位置(即標準垂直或水平位置);二是根據計算的極化角，左右旋轉饋源調整極化到最佳位置鎖定。衛星通信發射頻率通常高于接收頻率，頻率越低波導越粗，接收波導比發射波導粗，因此以衛星站接收極化調整為例，介紹極化角調整方法，其一般方法如圖2所示。圖2利用接收波導窄邊判斷和調整接收極化示意圖上圖中，1表示接收水平極化波、極化角30°的調整方法：從虛線位置(標準水平極化位置)逆時針旋轉30°到實線位置。2表示接收水平極化波、極化角為-30°的調整方法：從虛線位置(標準水平極化位置)順時針旋轉30°到實線位置。3表示接收垂直極化波、極化角30°的調整方法：從虛線位置(標準垂直極化位置)逆時針旋轉30°到實線位置。4表示接收垂直極化波、極化角為-30°的調整方法：從虛線位置(標準垂直極化位置)順時針旋轉30°到實線位置。常用極化調整方式有三種：第一種是標準站指導法：待測衛星站發射單載波信號，在方位、俯仰調整準確的前提下，根據標準站指令調整極化，直到滿足要求為止，交叉極化隔離度一般要求大于30dB，此方法一般固定站采用。第二種是峰值法：利用衛星信標、標準站發射的單載波信號或本站發射的單載波信號，通過接收該頻率信號，觀察頻譜儀信號電平、觀察調制解調器信噪比或觀察信標跟蹤接收機AGC電壓等方法，標記極化旋轉各點位信號大小，然后取中間信號最高位置、確定峰值點位，準確調整極化，如圖3所示，此方法一般有良好測試條件的車載站采用。圖3峰值法調整極化方法示意圖圖3中調整極化，當極化角度調整到30°時，信號強度為12，繼續沿著該方向旋轉，經過信號強度24附近一段區域，繼續沿著該方向調整，信號開始降低，信號強度再次降低為12時，這時的極化角度為80°，則信號最強處應在30°至80°的中間位置，即(80-30)/2+30=55處。將極化角度調整到55°，極化大致調整準確。峰值法，也稱為中間點法，該方法也是調整方位角和俯仰角的基本方法，是衛星通信中對星的基本方法。第三種是估算調整法：第一步根據使用的衛星轉發器極化要求，將饋源調整到標準極化位置;第二步計算極化角即星下點經度減去衛星站經度之差，可以忽略正負;第三步調整極化，根據方位是正南偏西或偏東，逆時針或順時針旋轉饋源到計算角度位置即可。此方法通常使用于便攜站等不具備任何測試條件的衛星通信站型。

　　四、極化調整中的注意事項

　　1.線極化才有極化調整，圓極化無需極化調整。2.使用單極化衛星資源時，由于通信衛星沒有反極化轉發器，在能夠構成正常通信的情況下，可以允許較小范圍的極化誤差;在使用雙極化衛星資源時，需要按照通信衛星運營商要求準確調整極化。3.固定站和車載站發射功率較大，極化偏差會造成嚴重的反極化干擾，應盡量準確調整極化方向，便攜站功率較小，天線口徑較小，造成的反極化干擾危害相對較輕，極化誤差的危害相對較弱。4.轉星后要及時調整極化;使用反極化轉發器后要及時調整極化;當衛星站位置變化較大時，需要重新調整極化。5.極化調整范圍為±90°，不可過度旋轉饋源，以免造成連接電纜或軟波導損壞。6.由于收發極化相互正交的固定關系，極化誤差表現為發射、接收極化同時出現，造成發射、接收信號均減小，自發自收狀態下反映更明顯，可用射頻環方式判斷極化誤差故障。7.調整極化時嚴禁隨意發射信號，以免干擾反極化轉發器正常工作，需要發射信號調整極化時，必須嚴格按照分配的頻率和電平操作。

　　《衛星通信極化誤差危害調整方法》來源：《信息系統工程》，作者：惠鵬 李波 李紅衛