Introduction to Satellite Communication 3rd Edition

Figure 4.8
Properties of linear polarization as radiated and received by dipole rod antennas.

---

120
Microwave Link Engineering
current in the receiving antenna, which cannot occur if the conductors of the
receiving antenna are perpendicular with the incoming polarization. In the lower
half of Figure 4.8, horizontally polarized transmitting and receiving antennas pro-
vide for a maximum amount of power to be carried (coupled) between them. A
vertically polarized receive antenna, which is perpendicular to and therefore cross-
polarized with the transmitter, minimizes the amount of coupled energy.
Microwave antennas usually make use of waveguide structures and solid
reflecting surfaces because they are much more efficient and predictable than wires
and rods. For example, if one encloses the dipole antenna in a metal box, it can
feed a waveguide. Rectangular waveguide, illustrated behind the horn in Figure
4.9, is simple in design and efficient in the transmission of microwave energy and
hence is very popular in satellite and Earth station design. The electric component
is vertical for the orientation shown, extending between the upper and lower side
walls (dimension b). The magnetic component lies in the plane of the top and
bottom walls and is perpendicular to the electric component at every point along
the waveguide. The horizontal dimension of these walls (dimension a) must be
greater than one-half wavelength at the operating frequency. At any lower fre-
quency, the wave cannot propagate because its wavelength literally cannot fit. This
is termed waveguide beyond cutoff. The narrower dimension, b, is not as critical
and is adjusted like a transformer to match the characteristic impedance of the
waveguide to the antenna.
The relationship between horn antenna orientation and wave polarization is
shown in Figure 4.9, which basically is a slightly flared piece of rectangular wave-
guide. Instead of electrical currents, the waveguide carries a bound electromagnetic
wave with the electric components extending between the parallel walls. Creation
of the guided waves in the first place is accomplished with the small monopole
element inserted into the waveguide at the input end. Note how the electric compo-
nents vary in intensity along the width of the horn, being maximum at the center
(closely spaced arrows) and dropping to zero at the edges. That particular natural