天线极化是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数，一般以电场矢量的空间指向作为天线辐射电磁波的极化方向。天线极化在无线通信领域起着至关重要的作用。如果发送和接收天线不使用相同的极化方式，会导致高达20dB以上的信号损失。
在RFID射频识别技术中，天线极化有着广泛的应用。例如，线极化天线能够实现宽阅读区域、高灵敏度和较长的识读距离，因此常用于单向标签识别。正确选择合适的极化方式可以增强系统的整体性能并降低相邻系统之间的干扰。
天线极化的分类主要包括线极化和圆极化。线极化的电场运动轨迹是一根直线，而圆极化的电场运动轨迹则是一个圆。当电场方向与大地表面垂直时，为垂直极化；当电场方向与大地表面平行时，为水平极化。
圆极化天线可以进一步分为左旋圆极化和右旋圆极化。通过观察电场的运动方向，即顺时针还是逆时针，可以判断圆极化天线的旋转方向。
在选择天线极化方式时，需要确保发送和接收天线具有相同的极化方向，以最大化信号传输效率。在线性极化系统中，如果极化相差45度，信号衰减可高达3dB；而如果相差90度，衰减可能达到20dB或更多。在圆极化系统中，两个天线必须具有相同的旋转方向，否则会产生高达20dB的损失。
测量天线极化的方法之一是使用待测天线作为发射天线，已知极化的天线作为接收天线。接收天线通常采用线极化天线（例如偶极子天线），并围绕X轴旋转。记录接收天线旋转360度时所接收到的功率，就可以得到天线的极化信息。
垂直极化的发射天线与垂直极化的接收天线配对使用最佳，因为垂直极化的发射天线的电场运动方向垂直于地面，只有将接收天线放置为垂直极化时才能感应到电磁波的电流。若旋转90度将接收天线置为水平极化，则无法感应到任何信号。
综上所述，天线极化在无线通信中具有重要意义。了解不同极化方式的特性和应用场景，正确选择合适的极化方式，并确保发送和接收天线具有相同的极化方向，可以提高系统性能并降低干扰。
假设待测天线为线极化，且摆放位置为垂直极化；接收天线的初始摆放状态为垂直极化，则接收功率如下图所示。可以观察到，在旋转角度为0和180度时，接收天线接收到的功率最大。这意味着两天线都处于垂直极化的状态。
假设待测天线为线极化，并以平行极化方式摆放；接收天线的初始摆放位置仍然为垂直极化，则接收天线接收的功率如下图所示。可以观察到，当接收天线绕x轴旋转90度时，接收到的功率最大。
如果待测天线为圆极化天线，则接收天线绕X轴旋转时，接收到的功率保持恒定值。这是圆极化天线的重要特性。
我们可以看出发射和接收天线之间的极化方式对接收功率产生影响。例如，当发射天线为垂直极化而接收天线为平行极化时，理论上接收到的功率应该非常小，但由于波的反射、散射等影响，实际接收功率在-20dB左右。
如何判断圆极化天线是左旋还是右旋极化呢？简单方法是站在天线后方，朝向波传播的方向，并观察电场的轨迹是顺时针还是逆时针。根据电场的轨迹方向即可判定天线是左旋还是右旋极化。
如果发射和接收天线都站在天线后方，那么对于观测者来说，波的传播方向将不一致。因此，不能根据这个原则推断发射时的极化方式应为左旋圆极化，以及接收时的极化方式应为右旋圆极化。这样的假设是不合理的。
因此，在定义天线的圆极化方式时，无论实际使用场景是作为发射天线还是接收天线，都应统一以天线作为发射天线时的判断结果为准。
那么，如何快速判断圆极化方式呢？我们可以假设波的传播方向和电场的轨迹如下图所示，并用双手对波的传播方向进行比较。将大拇指对准波的传播方向，并使四个手指的弯曲方向与电场的运动轨迹相匹配。如果右手匹配，则表示为右旋圆极化；如果左手匹配，则表示为左旋圆极化。
为什么垂直极化的发射天线最好与垂直极化的接收天线配对呢？
垂直极化的发射天线，也称为偶极子天线，在其工作状态下，电场的运动方向是垂直于地面的。同样地，如果我们将接收天线设置为垂直极化的状态（也是偶极子天线），它将与发射天线相匹配。这样一来，接收天线能够感应到由发射天线产生的电流。
然而，如果我们将接收天线旋转90度，使其摆放成水平极化的状态，那么它将无法感应到来自发射天线的任何电流。这是因为垂直极化的发射天线只会在垂直方向上产生较强的电场分量，而水平方向上的电场分量非常弱或几乎为零。因此，当接收天线处于水平极化状态时，它将无法正确地感知到发射天线发送的信号。
综上所述，为了确保信号传输的有效性和可靠性，最好将垂直极化的发射天线与垂直极化的接收天线配对。这样可以确保接收天线能够最大程度地感应到发射天线产生的电流，从而实现较高的接收功率和较低的信号损耗。
