EMC測(cè)試中為什么往往垂直極化的測(cè)試結(jié)果大于水平極化？

經(jīng)常會(huì)有工程師、客戶、以及同事聊到測(cè)試輻射時(shí)，為什么大部分都是接收天線在垂直方向比較差，水平方向卻很好呢？很多客戶在測(cè)試時(shí)特別是開關(guān)電源客戶看一下水平方向的數(shù)據(jù)確認(rèn)沒有問題后，直接無視水平測(cè)試數(shù)據(jù)，只測(cè)試雙錐對(duì)數(shù)周期天線垂直極化方向的數(shù)據(jù)就好。

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先就輻射測(cè)試的基本情況簡(jiǎn)述一下，在測(cè)試輻射時(shí)被測(cè)產(chǎn)品，放在一個(gè)屏蔽的暗室里面的轉(zhuǎn)臺(tái)上面的0.8m高絕緣桌子上面，此桌子可以360°旋轉(zhuǎn)。另外，在其待測(cè)試產(chǎn)品的另外一端3m或者10m處有一個(gè)可以上下1m~4m高度自由移動(dòng)并且可以在水平與垂直兩個(gè)方向自由切換天線極性的天線塔，接收對(duì)面轉(zhuǎn)臺(tái)上面的產(chǎn)品正常工作時(shí)產(chǎn)生的以電磁波形式通過空間發(fā)射的場(chǎng)強(qiáng)，再連接到外部的接收機(jī)進(jìn)行測(cè)量。詳細(xì)如下圖所示：

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依據(jù)上述所述，天線是要在垂直于水平兩個(gè)方向接收被測(cè)產(chǎn)品發(fā)射的電磁波，先就天線垂直極化與水平極化的概念、原理做如下闡述：

（1）、波是什么

在數(shù)學(xué)上，任何一個(gè)沿某一方向運(yùn)動(dòng)的函數(shù)形狀都可以認(rèn)為是一個(gè)波，簡(jiǎn)單的講就是振動(dòng)的傳播。每種波有相應(yīng)的量子，電磁波──光子、引力波──引力子。有些波的傳播需要介質(zhì)，比如聲波等機(jī)械波。有些則不需要介質(zhì)，在真空中也能傳播，如電磁波。除了電磁波和引力波能夠在真空中傳播外，大部分波如機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播。

波在均勻、無向性的介質(zhì)中傳遞時(shí)，依介質(zhì)的振動(dòng)方向分可以分為兩種形式：

縱波：縱波的特點(diǎn)是介質(zhì)的振動(dòng)方向與傳播方向相同，在縱波中波長(zhǎng)是指相鄰兩個(gè)密部或疏部之間的距離。比如空氣中的聲波、地震波中的P波。

橫波：橫波的特點(diǎn)是介質(zhì)的振動(dòng)方向與傳播方向垂直，橫波也稱“凹凸波”，如：電磁波、光波、地震波中的S波。橫波的特點(diǎn)是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向相互垂直。在橫波中突起的部分為波峰，凹下部分叫波谷。其波長(zhǎng)通常是指相鄰兩個(gè)波峰或波谷之間的距離。

（2）、波極化（偏振）

人們規(guī)定：電場(chǎng)的方向就是天線極化方向，一般使用的天線為單極化的，其中水平極化和垂直極化為兩種基本的單極化。電磁波與縱波如常見的聲波不同，電磁波是三維的橫波，正是由于其矢量特性，從而產(chǎn)生出極化這一現(xiàn)象。

振動(dòng)方向?qū)τ趥鞑シ较虻牟粚?duì)稱性叫做極化（偏振），其中當(dāng)震動(dòng)方向與傳播方向相互垂直時(shí)，極化值最大。它是橫波區(qū)別于其他縱波的一個(gè)最明顯的標(biāo)志，只有橫波才有極化（偏振）現(xiàn)象。光波是電磁波，因此，光波的傳播方向就是電磁波的傳播方向。光波中的電振動(dòng)矢量E和磁振動(dòng)矢量H都與傳播速度v垂直，因此光波是橫波，它具有偏振性。具有偏振性的光稱為為偏振光。極化光是一種比較特殊的電磁波，他的電磁振蕩只發(fā)生在一個(gè)方向上，其他方向的振動(dòng)為0，偏振光分多種，有：圓偏光、橢圓偏振光等。

所有電磁平面波，一般分為直線，圓弧 和橢圓極化波。

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（3）、天線的極化（偏振）

天線向周圍空間輻射電磁波。電磁波由電場(chǎng)和磁場(chǎng)構(gòu)成。人們規(guī)定：電場(chǎng)的方向就是天線極化方向。一般使用的天線為單極化的。下圖示出了兩種基本的單極化的情況：垂直極化---是最常用的；水平極化---也是要被用到的。

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極化損失：垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來接收。右旋圓極化波要用具有右旋圓極化特性的天線來接收，而左旋圓極化波要用具有左旋圓極化特性的天線來接收。當(dāng)來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時(shí)，接收到的信號(hào)都會(huì)變小，也就是說，發(fā)生極化損失。例如：當(dāng)用+45° 極化天線接收垂直極化或水平極化波時(shí)，或者，當(dāng)用垂直極化天線接收+45°極化或-45°極化波時(shí)，等等情況下，都要產(chǎn)生極化損失。用圓極化天線接收任一線極化波，或者，用線極化天線接收任一圓極化波，等等情況下，也必然發(fā)生極化損失--只能接收到來波的一半能量。

極化完全隔離：當(dāng)接收天線的極化方向與來波的極化方向完全正交時(shí)，例如用水平極化的接收天線接收垂直極化的來波，或用右旋圓極化的接收天線接收左旋圓極化的來波時(shí)，天線就完全接收不到來波的能量，這種情況下極化損失為最大，稱極化完全隔離。理想的極化完全隔離是沒有的。饋送到一種極化的天線中去的信號(hào)多少總會(huì)有那么一點(diǎn)點(diǎn)在另外一種極化的天線中出現(xiàn)。例如下圖所示的雙極化天線中，設(shè)輸入垂直極化天線的功率為10W，結(jié)果在水平極化天線的輸出端測(cè)得的輸出功率為10mW。