電磁場原理--波的極化教學(xué)競賽

1、電磁場原理問題提出問題提出 -3D電影電影極化的極化的定定 義義極化的極化的分分 類類極化的極化的應(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題判斷電磁波的極化類型5.2.15.2.1 極化的定義極化的定義平面電磁波知識回顧H HHESxyzyyxxEeEeEcos()yymyEEtkzcos(),xxmxEEtkz 在電磁波傳播空間在電磁波傳播空間處，處，矢量的矢量的隨時間變化的隨時間變化的。 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矢量方向與天線電磁波的發(fā)射與接收，必須要考慮電磁波電場矢量方向與天線形式匹配形式匹配 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)探測的技術(shù)中，利用目標(biāo)對電磁波散射過在雷達(dá)目標(biāo)探測的技術(shù)中，利用目標(biāo)對電磁波散射過程中改變程中改變極化的特性實現(xiàn)目標(biāo)的識別極化的特性實現(xiàn)目標(biāo)的識別 光學(xué)：光學(xué)：利用材料對于不同極化波的傳播特性設(shè)計光學(xué)偏振片等利用材料對于不同極化波的傳播特性設(shè)計光學(xué)偏振片等 Add your title in here電場強(qiáng)度矢量的端點軌跡為一直線段電場強(qiáng)度矢量的端點軌跡為一直線段電場強(qiáng)度矢量的端點軌跡為一個圓電場強(qiáng)度矢量的端點軌跡為一個圓電場強(qiáng)度矢量的端點軌跡為一個橢圓電場強(qiáng)度矢量的端點軌跡為一個橢圓mcos() ,xxxEEtkzmcos()yyyEEtkz 沿沿+ +z 方向傳播的均勻平面波，其

3、電場可表示為：方向傳播的均勻平面波，其電場可表示為：xxyyeeEEE 形如形如 的波的極化方式的波的極化方式cos()jkzxmxmEe EtkzEe E e 或或t=constyxo觀察平面，觀察平面，z=constz=constz線極化線極化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： 兩個線極化波的兩個線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 +

4、1/22222 5.2.3 5.2.3 極化的判斷（極化的判斷（續(xù)續(xù)） 當(dāng) 時： yxcos()xxmEEtcos()yymEEt22yxEEEyxyxconstEExmym)arctan(xyyxcos()cos()xxmxyymyEEtkzEEtkz0z xycos()cos()xxmyymEEtEEt22cos()xmymEEtEEEEEE兩互相正交的兩互相正交的線極化波線極化波相位相位相同相同時，合成時，合成波為波為線極化波線極化波。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極化波線極化波相位相位相差相差時，時，合成波為合成波為線極線極化波化波。

5、yxcos()xxmEEt22yxEEEyxxyconstEExmym)arctan(22cos()xmymEEt 當(dāng) 時：xy cos()cos()xxmxyymyEEtkzEEtkz0z xycos()cos()xxmyymEEtEEt-cos()yymEEt EEEEEEyx yx 當(dāng)當(dāng) 且且 時時2yx xmymmEEE=cos()xxmEEtsin()xymEEtE合E合E合E合E合222xymEEEEconst合 合成波電場矢合成波電場矢量終端量終端軌跡為圓軌跡為圓，且電場矢量旋轉(zhuǎn)方且電場矢量旋轉(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()yx

6、xEtE右旋圓極化波右旋圓極化波xycos()cos()xxmxyymyEEtkzEEtkz0z 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2yxxmymmEEEcos()xxmEEtsin()xymtEE E合222xymEEEEconst合arctan()()yxxEtE 合成波電場矢量合成波電場矢量終端終端軌跡為圓軌跡為圓，且，且電場矢量旋轉(zhuǎn)方向電場矢量旋轉(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xy

7、E合E合E合E合cos()cos()xxmxyymyEEtkzEEtkz0z 2yxcos()sin()xxmxyymxEEtEEt-z橢圓極化波橢圓極化波 其它情況其它情況xy，由由m(0, )cos()xxxEtEtm(0, )cos()yyxEtEt22222mmmm2cossinyxyxxyxyEE EEEEEE可得到可得到 橢圓極化波特點：橢圓極化波特點：場的大小和方向都隨時間場的大小和方向都隨時間改變，其端點在一個橢圓上改變，其端點在一個橢圓上旋轉(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)） 線極化：線極化： 0、 。 0，在，在1、3象限；象限； ，在，在2

8、、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 對于沿對于沿+ z 方向傳播的均勻平面波：方向傳播的均勻平面波：15 jjmmejekzkzxyEe Ee E( 2 )mmsin()cos()44xyEe Etkze Etkz( 3 ) mmsin()2cos()xyEe EtkzeEtkz( 4 ) 解：解：（1） （2） （3） （4）mm,xyEE0,22xy 、mm,xyEE0,22xy 、mm,xyEE0,22xy 、,044xy 、左旋圓極化波左旋圓極化波右旋圓極化波右旋圓極化波線極化波線極化波左旋