波的极化 1、什么是波的极化?若干个同频率、同方向传播的电磁波在空间叠 加,在垂直传播方向上所得总的电场强度,其端点将构成不同的轨迹。 这种特性称为极化。根据分类,可以将波的极化分为三种情况 ①、直线:在垂直传播方向上的平面里向量轨迹为一直线 ②、椭圆:在垂直传播方向上的平面里向量轨迹为一椭圆。 ③、圆:在垂直传播方向上的平面里向量轨迹为一圆。 2、极化的数学描述。从物理本质上说,在垂直传播方向上的平面里 若干同频电磁波叠加的总电场强度场还是一个向量。该电场强度在平 面上分解为相互垂直的两个分量。 ①、直线极化。一般来说这两个分量振幅不等的,假设相位相同 E,(x, t) (ot-Bx) E (x, t)=E2m sin( at-Bx) 在X=0处,该向量为 E,(O,t)=E,m sin(Ot) E=EIm sin( ot)+E2m sin( ot)k 1E:0.1)=E250o)3{=√E2m+E2sm(om) 如图所示,电场强度随 E 时间变化的轨迹为一直 E g 线。 图15.2直线极化
二、波的极化 1、什么是波的极化？若干个同频率、同方向传播的电磁波在空间叠 加，在垂直传播方向上所得总的电场强度，其端点将构成不同的轨迹。 这种特性称为极化。根据分类，可以将波的极化分为三种情况 2、极化的数学描述。从物理本质上说，在垂直传播方向上的平面里 若干同频电磁波叠加的总电场强度场还是一个向量。该电场强度在平 面上分解为相互垂直的两个分量。 ①、直线极化。一般来说这两个分量振幅不等的，假设相位相同 在 X=0 处，该向量为 如图所示，电场强度随 时间变化的轨迹为一直 线。 ①、直线：在垂直传播方向上的平面里向量轨迹为一直线。 ②、椭圆：在垂直传播方向上的平面里向量轨迹为一椭圆。 ③、圆：在垂直传播方向上的平面里向量轨迹为一圆。 y E1m E2m mˆ 2 z 1 1 m m E E tg - Y = o 图 15.2 直线极化 ( , ) sin( ) ( , ) sin( ) 2 1 E x t E t x E x t E t x z m y m w b w b = - = - ïî ï í ì = + = + Þ î í ì = = E E t m E E t j E t k E t E t E t E t m m m m z m y m sin( ) ˆ ˆ sin( ) ˆ sin( ) (0, ) sin( ) (0, ) sin( ) 2 2 1 2 1 2 2 1 w w w w w
②、假设电场强度的两个分量相位不相同,假设相差90 E,(x, t)=EIm sin( ot-Bx) E(x, t)=E2m sin( at- Bx+90)=E2m cos( @- Bx) 在X=0处,该向量为 E, (O, t)=EIm sin(ot) E= Em sin( ot)j+ erm cos( otk E(0, t)=E2m cos( at) E E 如图所示,电场强度这一向量末端 随时间变化的轨迹为一直线。这种Emy 成为椭圆极化波。 0 特例:若E1m=E2m,椭圆极化就 图15.3椭圆极化 变成了圆极化,如图15.4所示 Z 名词解释:左旋极化与右旋极化 E 对于上述的圆极化而言: 若t=0瞬间,E=0,E=E1nk 图15.4圆极化 当t=T/4时,E2=0,E=E2mk,如图15.5、15.6所示,这种波称为左 极化波,以X轴表示波的传播方向,则电场强度向量末点随时间在轨 迹上沿左手法则运动;反之亦然 E E 图15.5左旋极化波 图15.6左旋极化波 波的极化在天线工程中有着广泛的应用
②、假设电场强度的两个分量相位不相同，假设相差 900 在 X=0 处，该向量为 如图所示，电场强度这一向量末端 随时间变化的轨迹为一直线。这种 成为椭圆极化波。 特例：若 E1m =E2m，椭圆极化就 变成了圆极化，如图 15.4 所示 名词解释：左旋极化与右旋极化。 对于上述的圆极化而言： 若 t=0 瞬间，Ey=0，E=E1mk 当 t=T/4 时，Ez=0，E=E2mk，如图 15.5、15.6 所示，这种波称为左 极化波，以 X 轴表示波的传播方向，则电场强度向量末点随时间在轨 迹上沿左手法则运动；反之亦然。 波的极化在天线工程中有着广泛的应用 ï î ï í ì + = = + Þ î í ì = = 1 ˆ cos( ) ˆ sin( ) (0, ) cos( ) (0, ) sin( ) 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 m z m y m m z m y m E E E E E E t j E t k E t E t E t E t w w w w ( , ) sin( 90 ) cos( ) ( , ) sin( ) 2 0 2 1 E x t E t x E t x E x t E t x z m m y m w b w b w b = - + = - = - Z E1m E2m Y o 图 15.3 椭圆极化 Z E1m E2m Y o 图 15.4 圆极化 Z Em Y 图 15.5 左旋极化波 Em Y 图 15.6 左旋极化波 Z