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法拉第旋轉(zhuǎn)

  要講法拉第旋轉(zhuǎn),首先要說明法拉第效應(yīng),所謂法拉第旋轉(zhuǎn)就是線極化電波通過電磁場時,會在電磁場的影響下產(chǎn)生極化面相對入射波的旋轉(zhuǎn)。電磁場對電磁波的這種影響稱為法拉第效應(yīng),這種影響是電磁場固有的特性,由物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn),并由此命名。其大小與電波頻率、電離層電子密度、傳播路徑長度有關(guān)。旋轉(zhuǎn)效應(yīng)正比于電子密度,因此白天旋轉(zhuǎn)值最大(出現(xiàn)電離峰值);旋轉(zhuǎn)效應(yīng)還正比于電磁場強(qiáng),因此沿地球磁場線方向傳播時旋轉(zhuǎn)大;地球站的仰角低時,通過電離層的路徑長,旋轉(zhuǎn)大。當(dāng)傳播方向平行于地球磁場時(沿經(jīng)度方向傳播),旋轉(zhuǎn)角與頻率的平方成正比,當(dāng)傳播方向垂直于地球磁場時(橫向傳播),旋轉(zhuǎn)角與頻率的立方成反比。

  下圖是地球站天線仰角為零的時候,電波法拉第旋轉(zhuǎn)角度與頻率的關(guān)系,旋轉(zhuǎn)角以度計。對于較低的頻率(低于1GHz),必須采用圓極化電波傳播或者采用極化跟蹤技術(shù)。頻率高于幾個GHz后,旋轉(zhuǎn)角變得很小,就可以采用線極化波了。頻率大于10GHz時,完全可以忽略法拉第旋轉(zhuǎn)。

法拉第旋轉(zhuǎn)角度與頻率的關(guān)系

  上圖中,實線為縱向傳播,虛線為橫向傳播。法拉第旋轉(zhuǎn)引起的附加傳播損耗,對于L波段的線極化波,在最壞條件下一年最差的損耗的1%在3dB以上。

       

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