電磁波的極化課件

15.2電磁波的極化5.2.1極化的概念

5.2.2線極化波5.2.3圓極化波5.2.4橢圓極化波5.2.5極化波的分解5.2.6極化波的工程應用15.2電磁波的極化5.2.1極化的概念5.25.2.1極化的概念

波的極化表征在空間給定點上電場強度矢量的取向隨時間變化的特性,是電磁理論中的一個重要概念。

在電磁波傳播空間給定點處，電場強度矢量的端點隨時間變化的軌跡。

波的極化25.2.1極化的概念波的極化表征在空間給定3

一般情況下，沿+z方向傳播的均勻平面波，其中

電磁波的極化狀態(tài)取決于Ex和Ey的振幅之間和相位之間的關系，分為：線極化、圓極化、橢圓極化。

極化的三種形式

線極化：電場強度矢量的端點軌跡為一直線段

圓極化：電場強度矢量的端點軌跡為一個圓

橢圓極化：電場強度矢量的端點軌跡為一個橢圓3一般情況下，沿+z方向傳播的均勻平面波45.2.2線極化波隨時間變化

條件：或

合成波電場的模

合成波電場與+x軸的夾角

特點：合成波電場的大小隨時間變化但其矢端，軌跡與x軸的夾角始終保持不變。

結論：任何兩個同頻率、同傳播方向且極化方向互相垂直的線極化波，當它們的相位相同或相差為±π時，其合成波為線極化波。常數(shù)45.2.2線極化波隨時間變化條件：55.2.3圓極化波則

條件：

合成波電場的模常數(shù)

合成波電場與+x軸的夾角隨時間變化

特點：合成波電場的大小不隨時間改變，但方向卻隨時間變化，電場的矢端在一個圓上并以角速度ω

旋轉(zhuǎn)。

結論：任何兩個同頻率、同傳播方向且極化方向互相垂直的線極化波，當它們的振幅相同、相位差為±π/2時，其合成波為圓極化波。55.2.3圓極化波則條件：合成波電場的模6右旋圓極化波oExyxE

Eya

左旋圓極化波oxEyxEyEa

右旋圓極化波：若φy－φx＝－π/2，則電場矢端的旋轉(zhuǎn)方向與電磁波傳播方向成右手螺旋關系，稱為右旋圓極化波

左旋圓極化波：若φy－φx＝π/2，則電場矢端的旋轉(zhuǎn)方向電磁波傳播方向成左手螺旋關系，稱為左旋圓極化波6右旋圓極化波oExyxEEya左旋圓極化波oxEyxE7其它情況下，令，由5.2.4橢圓極化波可得到

特點：合成波電場的大小和方向都隨時間改變，其端點在一個橢圓上旋轉(zhuǎn)。7其它情況下，令，由5.2.4橢圓極化波可得到特點8

合成波極化的小結

線極化：

φ＝0、±

。

φ＝0，在1、3象限；φ＝±

，在2、4象限。

橢圓極化：其它情況。

0<φ

<，左旋；－<φ＜0，右旋。

圓極化：

φ＝±

/2，Exm＝Eym。取“＋”，左旋圓極化；取“－”，右旋圓極化。

電磁波的極化狀態(tài)取決于Ex和Ey的振幅Exm、Eym和相位差

φ＝φy－φx

對于沿+z方向傳播的均勻平面波：8合成波極化的小結線極化：φ9

例5.2.1

說明下列均勻平面波的極化方式。(2)(3)(4)解：（1）

（2）

（3）

（4）左旋圓極化波右旋圓極化波線極化波左旋橢圓極化波(1)9例5.2.1說明下列均勻平面波的極化方式。(105.2.5極化波的分解任何一個線極化波都可以表示成旋向相反、振幅相等的兩圓極化波的疊加,即任何一個橢圓極化波也可以表示成旋向相反、振幅不等的兩圓極化波的疊加，即任何一個線極化波、圓極化波或橢圓極化波可分解成兩個線極化波的疊加105.2.5極化波的分解任何一個線極化波都可以表示成11

電磁波的極化在許多領域中獲得了廣泛應用。如：5.2.6極化波的工程應用

在雷達目標探測的技術中，利用目標對電磁波散射過程中改變極化的特性實現(xiàn)目標的識別