電磁場(chǎng)原理--波的極化 教學(xué)競(jìng)賽

1、電磁場(chǎng)原理問(wèn)題提出問(wèn)題提出 -3D電影電影極化的極化的定定 義義極化的極化的分分 類(lèi)類(lèi)極化的極化的應(yīng)應(yīng) 用用極化的極化的判判 斷斷應(yīng)用極化概念解決工程問(wèn)題判斷電磁波的極化類(lèi)型5.2.15.2.1 極化的定義極化的定義平面電磁波知識(shí)回顧H HHESxyzyyxxEeEeEcos()yymyEEtkzcos(),xxmxEEtkz 在電磁波傳播空間在電磁波傳播空間處，處，矢量的矢量的隨時(shí)間變化的隨時(shí)間變化的。 波的極化波的極化 通信：通信：電磁波的發(fā)射與接收，必須要考慮電磁波電場(chǎng)矢量方向與天線(xiàn)電磁波的發(fā)射與接收，必須要考慮電磁波電場(chǎng)矢量方向與天線(xiàn)形式匹配形式匹配 極化的應(yīng)用極化的應(yīng)用 雷達(dá)：雷達(dá)：

2、在雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)的技術(shù)中，利用目標(biāo)對(duì)電磁波散射過(guò)在雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)的技術(shù)中，利用目標(biāo)對(duì)電磁波散射過(guò)程中改變程中改變極化的特性實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的識(shí)別極化的特性實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的識(shí)別 光學(xué)：光學(xué)：利用材料對(duì)于不同極化波的傳播特性設(shè)計(jì)光學(xué)偏振片等利用材料對(duì)于不同極化波的傳播特性設(shè)計(jì)光學(xué)偏振片等 Add your title in here電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的端點(diǎn)軌跡為一直線(xiàn)段電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的端點(diǎn)軌跡為一直線(xiàn)段電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的端點(diǎn)軌跡為一個(gè)圓電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的端點(diǎn)軌跡為一個(gè)圓電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的端點(diǎn)軌跡為一個(gè)橢圓電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的端點(diǎn)軌跡為一個(gè)橢圓 沿沿+ +z 方向傳播的均勻平面波，其電場(chǎng)可表示為：方向傳播的均勻平面波，其電場(chǎng)可表示為： 形如形

3、如 的波的極化方式的波的極化方式cos()jkzxmxmEe EtkzEe E e 或或t=constyxo觀(guān)察平面，觀(guān)察平面，z=constz=constz線(xiàn)極化線(xiàn)極化yzxocos()xmEe Etkz 合成電磁波合成電磁波 決定合成波極化方式的因素：決定合成波極化方式的因素： 兩個(gè)線(xiàn)極化波的兩個(gè)線(xiàn)極化波的幅度幅度及及相位相位。形成軌跡形成軌跡決定軌跡形狀決定軌跡形狀 xxmxyymyE= EEe E cos t -kz+e E cos t -kz+12 xmxymyEEcost - kz +Ecost - kz +1/22222 5.2.3 5.2.3 極化的判斷（極化的判斷（續(xù)續(xù)） 當(dāng)

4、 時(shí)： yxcos()xxmEEtcos()yymEEt22yxEEEyxyxconstEExmym)arctan(xyyxcos()cos()xxmxyymyEEtkzEEtkz0z xycos()cos()xxmyymEEtEEt22cos()xmymEEtEEEEEE兩互相正交的兩互相正交的線(xiàn)極化波線(xiàn)極化波相位相位相同相同時(shí)，合成時(shí)，合成波為波為線(xiàn)極化波線(xiàn)極化波。5.2.3 5.2.3 極化的判斷（極化的判斷（續(xù)續(xù)）兩互相正交的兩互相正交的線(xiàn)極化波線(xiàn)極化波相位相位相差相差時(shí)，時(shí)，合成波為合成波為線(xiàn)極線(xiàn)極化波化波。 yxcos()xxmEEt22yxEEEyxxyconstEExmym)a

5、rctan(22cos()xmymEEt 當(dāng) 時(shí)：xy cos()cos()xxmxyymyEEtkzEEtkz0z xycos()cos()xxmyymEEtEEt-cos()yymEEt EEEEEEyx yx 當(dāng)當(dāng) 且且 時(shí)時(shí)2yx xmymmEEE=cos()xxmEEtsin()xymEEtE合E合E合E合E合222xymEEEEconst合 合成波電場(chǎng)矢合成波電場(chǎng)矢量終端量終端軌跡為圓軌跡為圓，且電場(chǎng)矢量旋轉(zhuǎn)方且電場(chǎng)矢量旋轉(zhuǎn)方向與電磁波傳播方向與電磁波傳播方向成右手螺旋關(guān)系向成右手螺旋關(guān)系arctan()yxxEtE右旋圓極化波右旋圓極化波xycos()cos()xxmxyymyE

6、EtkzEEtkz0z 2yxcos()sin()xxmxyymxEEtEEtz5.2.3 5.2.3 極化的判斷（極化的判斷（續(xù)續(xù)）5.2.3 5.2.3 極化的判斷（極化的判斷（續(xù)續(xù)） yx 當(dāng) 且且 時(shí)2yxxmymmEEEcos()xxmEEtsin()xymtEE E合222xymEEEEconst合arctan()()yxxEtE 合成波電場(chǎng)矢量合成波電場(chǎng)矢量終端終端軌跡為圓軌跡為圓，且，且電場(chǎng)矢量旋轉(zhuǎn)方向電場(chǎng)矢量旋轉(zhuǎn)方向與電磁波傳播方向與電磁波傳播方向成左手螺旋關(guān)系成左手螺旋關(guān)系左旋圓極化波左旋圓極化波xyE合E合E合E合cos()cos()xxmxyymyEEtkzEEtkz0

7、z 2yxcos()sin()xxmxyymxEEtEEt-z橢圓極化波橢圓極化波 其它情況其它情況，由由可得到可得到 橢圓極化波特點(diǎn)：橢圓極化波特點(diǎn)：場(chǎng)的大小和方向都隨時(shí)間場(chǎng)的大小和方向都隨時(shí)間改變，其端點(diǎn)在一個(gè)橢圓上改變，其端點(diǎn)在一個(gè)橢圓上旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)。令令5.2.3 5.2.3 極化的判斷（極化的判斷（續(xù)續(xù)） 線(xiàn)極化：線(xiàn)極化： 0、 。 0，在，在1、3象限；象限； ，在，在2、4象限。象限。 橢圓極化：橢圓極化：其它情況。其它情況。 0 ，左旋；，左旋； 0，右旋，右旋 。 圓極化：圓極化： /2，ExmEym 。 取取“”，左旋，左旋圓極化圓極化；??；取“”，右旋圓極化，右旋圓極化。 電磁波的極化狀態(tài)取決于電磁波的極化狀態(tài)取決于Ex 和和 Ey 的振幅的振幅Exm、Eym 和相位差和相位差 yx 對(duì)于沿對(duì)于沿+ z 方向傳播的均勻平面波：方向傳播的均勻平面波：15 ( 2 )( 3 ) ( 4 ) 解：解：（1） （2） （3） （4）左旋圓極化波左旋圓極化波右旋圓極化波右旋