第五章-02 均勻平面波在無界媒質(zhì)中的傳播

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(yīng)用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(guān)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(jié)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(dāng)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)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(jié)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(dāng)它們的振幅相同、相位差為±π/2時，其合成波為圓極化波。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(guān)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(guān)系，稱為左旋圓極化波7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)。8

合成波極化的小結(jié)

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：9

例5.2.1

說明下列均勻平面波的極化方式。(1)(2)(3)解：（1）

（2）

（3）右旋圓極化波線極化波左旋橢圓極化波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（參見例5.2.2）。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第11頁5.2.5三種極化的總結(jié)

1.相互關(guān)系：橢圓極化是一般情況,直線極化、圓極化是其特殊情形→由：

←橢圓如果

φ=0或φ=π，得

即或

←直線EyExEyEx第12頁如果

，得

橢圓(長短軸與坐標(biāo)軸重合)→如果則

圓→第13頁2.右(左)旋圓極化波注意波的傳播方向：的旋轉(zhuǎn)方向與符合右(左)螺旋規(guī)則。3.無論是哪一種極化，任何一個平面上的瞬時情況都沿著電磁波傳播的方向以電磁波推進的速度向前移動。在固定時間觀察到的電場沿傳播方向的分布在某一垂直平面內(nèi)的投影，就是固定空間一點觀察到的電場隨時間的變化軌跡(以上我們是在空間固定一點觀察電場隨時間的變化，即垂直于的平面上來研究波的極化的)。

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電磁波的極化在許多領(lǐng)域中獲得了廣泛應(yīng)用。如：5.2.6極化波的工程應(yīng)用

在雷達目標(biāo)探測的技術(shù)中，利用目標(biāo)對