任意方向傳播的均勻平面波的極化方式識別

1、 任意方向傳播的均勻平面波的極化方式識別 作者：英才實驗學(xué)院 09 級 4 班 甘駿 2900104007 【摘要】【摘要】 本文是電磁場與波課程關(guān)于均勻平面波極化方式識別的延伸。將著重討論沿任一方向傳播的均勻平面波的極化方式。重點將運用到矢量的分析方法。 【關(guān)【關(guān)鍵詞】 均勻平面波 極化 矢量分析 【引言】【引言】 電磁場與電磁波(謝處方，饒克謹(jǐn))教材中，關(guān)于均勻平面波的極化的討論，僅限于沿Z軸方向傳播，有很大的局限性一一實際生活中，電磁波是可以沿任意方向傳播的。但是書中關(guān)于Z軸方向傳播的均勻平面波討論很詳細(xì)，值得借鑒。因為，任意方向傳播的均勻平面波可以抽象為重新建立坐標(biāo)系，將傳播方向固定為

2、Z釉，則可以用相同的討論方法確定波的極化方式。 【正文】【正文】 1 .極化的概念。 以沿Z方向傳播的均勻平面波為例，假設(shè)EuexEnQod照)tkz+中)。在任何時刻，此波的電池強(qiáng)度矢量E的方向始終保持在x方向。一般情況下， 沿z方向傳播的均勻平面波的 J 和Ey分量都存在，可表示為： Ex=Exnicos(3tkz+q)x) Ey=EynjcosEj5wt-kz+(py)(2) 合成波電場E=exEx+eyEyo由于Ex和Ey分量的振幅和相位不一定相同,因此，在空間任意給定點上，合成波電場強(qiáng)度矢量E的大小和方向都可能會隨時間變化，這種現(xiàn)象稱為電磁波的極化, 它表征，空間固定點處，電場強(qiáng)度的

3、矢端隨時間變化的軌跡。矢端的時間變化規(guī)律，決定于各分量幅度和初相的大小。學(xué)習(xí)報告 El! q)y-(px=Ap=y 為左旋極化波 2 .關(guān)于Z軸方向傳播的均勻平面波的極化方式。 首先我們引入矢端參數(shù)方程。在直角坐標(biāo)系下，矢端參數(shù)方程為: Ex(t)=ExlnC0S(-kZ+) Ey(t)=cos(公-kz+Oy) 在極坐標(biāo)系下： |E(04)|=JE：COS?(+痣)+E卜cos?(a+%) .EEcos(ot-kz+次). a(t)=arctan- cos(以一kz+痣) 極化的狀態(tài)： dE a=-(-/sinD。) diEcos(6X-kz+) 波都沿z方向傳播，則有: Aq)=0or n

4、：線極化 0Ap7T:左旋極化 -7TA(p0:右旋極化 3 .線極化波。 條件：Aq)=0or 71 則矢端參數(shù)方程簡化為： E|=jE：(O,t)+E；(O,t)=JE：+E：COS(故+%) 合成波電場與x軸的夾角為： EE a= arctan( E)an 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(dāng)它們的相位相同或相差為土IT時，其合成波為線極化波。 4 .圓極化波。 條件：&m=Eym=Em、A0,合成波為右旋極化； k(E111rxE1Tli)=0,合成波不旋轉(zhuǎn)，為線極化； kYEmrXEnJVO,則為左旋極化。 對于非線極化情況，需要進(jìn)一步確定極化波是否為圓極化。如果下列兩式滿足，則為圓極化，否則為橢圓極化： 這種判斷方法，不需畫圖：不需關(guān)心分量及初相位：適合任何情況，求計算簡單。 【結(jié)束語】 電磁場的極化有廣泛地應(yīng)用。能夠快速準(zhǔn)確地判斷任意方向傳播的均勻平面波的極化方式， 可以簡化計算和抽象思維難度， 方便解決問題。 本文討論的方法應(yīng)用范圍極廣，且計算量小，不需畫圖，可以用作解決均勻平面波極化方式的問題。但是本文用到復(fù)矢量分析的方法，對思維和基礎(chǔ)知識