关于波的极化的学习理解

关于波的极化的学习理解

波的极化表征的是在空间定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性，用电场强度矢量的端点在空间描绘出得轨迹来表示。我认为，对均匀平面波的极化的理解跟对光的偏振的理解是一样的。所以，我通过理解光的偏振从而达到对均匀平面波的理解。

光波是一种时谐平面电磁波，通常把光波中的电场矢量E 称为光矢量，把电场E

的振动称为光振动。在讨论光的波动特性时，通常只考虑只常矢量E 即可。

光是横波（TEM 波），光矢量的振动方向与光波的传播方向垂直，在垂直于传播方向的平面内，电场强度矢量可能存在各种不同的振动方向，这就是光的偏振。

根据光矢量振动方向相对于光传播方向是否具有对称性，可将光波分成非偏振光和偏振光。

先说非偏振光，因为光是横波，既然是横波就应该有偏振性（Q ：是不是横波都具有偏振性？），但又何来非偏振光？我认为应该这样理解：非偏振光是指自然光，普通光源包含大量的原子和分子，它们各自无规则地发射振动方向、初相位各不相同的光波。那么它在垂直于光传播方向的平面上具有一切可能的振动方向，各个振动方向上振幅在观察时间内的平均值相等，与初相位完全无关，这就是所谓的非偏振光。所以说，非偏振光是大量源点振动平均的结果，不是一个源点的振动所得到的。

再说完全偏振光，完全偏振光包括线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光（可以相应地理解线极化、圆极化和椭圆极化）。

1.线极化是指，在光的传播方向上，各点的光矢量在确定的平面内，光矢量的端点的轨迹为一条直线。如下图所示的横波：

上图所示的是，沿z 方向传播的，电矢量沿x 方向的时谐平面波。

再如下图：

这张图所示的，是沿z 方向传播的，但电矢量不是沿x 方向的时谐平面波。但它是一线偏振。因为，光矢量的端点轨迹是一直线。

如图所示的就是，光矢量的端点轨迹，它是一条直线。

振动面取一定方位的线偏振光，可看做是振动方向垂直、相位相同或相反的两个线偏振光的合成。

()

()

()

000cos cos cos sin cos x y x y E E i E j

E A t kz E A t kz E A t kz ?α?α?=+=-=-=-

（偏振面：振动方向（光矢量方向）与传播方向构成的面）

2.圆偏振光

如果偏振面相对于传播方向随时间以圆频率?旋转，其光矢量末端的轨迹位于一个圆形螺线上，并且在垂直于传播方向上的投影构成一个圆。如下图所示：

圆偏振光可以看作是在x 和y 方向振动的具有振幅相等、振动相差为2π或()2π-的

两线偏振光的合成。

()()

000cos cos 2sin x y x y E E i E j

E A t kz E A t kz A t kz ?π??=+=-??=-± ??

?=-- 3.椭圆偏振光

偏振面相对于传播方向随时间以圆频率?旋转，其光矢量末端轨迹位于一个椭圆形螺线上，并且在垂直于传播方向的平面上的投影构成一个椭圆。

椭圆偏振光可以看成在x 、y 方向振动的具有一定相差且振幅不等的两线偏振光的合成。 ()

()

00cos cos x y x x y y E E i E j

E A t kz E A t kz ??δ

=+=-=-+ E 末端的轨迹方程： 2222cos sin y y x x x y x y E E E E A A A A δδ????????+-= ? ? ? ? ? ???????

?? 其实，线偏振光和圆偏振光可以看成椭圆偏振光的特例： 若两个正交振动的振幅相等、相位差为2π的奇数倍，则椭圆偏振光变成圆偏振光。 若两个正交振动的相位差为π的整数倍，则椭圆偏振光变成线偏振光。

极化波实验报告

篇一：电磁场与微波实验报告(极化波)实验报告 课程名称：电磁场与微波技术实验指导老师：谢银芳、王子立成绩： 实验名称：极化波实验类型：验证型实验同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1、研究线极化波，圆极化波和椭圆极化波的产生和各自的特点。 2、了解线极化波，圆极化波和椭圆极化波特性参数的测量方法。 3、通过对三种线性极化波的研究，加深对电磁场极化特性的认识与理解。 二、实验内容和原理 原理：平面电磁波的极化是指电磁波传播时，空间某点电场强度矢量e随时间变化的规律。若 e的末端轨迹在一条直线上时，称为线极化波；若e末端的轨迹是圆（或椭圆），称为圆（或椭圆）极化波。若圆运动轨迹与波的传播方向符合右手（或左手）螺旋规则时，则称为右旋（或左旋）圆极化波。而椭圆极化波末端为椭圆形。线极化波、圆极化波和椭圆极化波都可由两个同频率的正交线极化波组合而成。设同频率的两个正交线极化波为： ex?exme?j(kz??x)ey?eyme?j(kz??y) 当?x??y??,exm??eym时，是线极化波当?x??y?? ? 2 ,exm??eym时，是圆极化波 当?x??y介于线极化波与圆极化波时，是椭圆极化波 内容：1.圆极化波的调整与测量 2.线极化波的调整与测量 3.椭圆极化波的调整与测量 三、主要仪器设备 如下图所示，其中辐射喇叭由固态信号源、衰减器及矩形喇叭组成。其中固态信号源工作频率为f＝9375mhz。接收喇叭由矩形喇叭，检波器，，微安表等组成。其它装置基本上与实验一相同。 四、实验步骤和结果记录 1、圆极化波 根据圆极化波的要求，两相同频率的正交场相干波必须幅度相等，相位差? o ? 2 。因此， 先使发射喇叭的转角为45左右，分别将接收喇叭垂直与水平放置，收到em1和em2，然后转动接收喇叭到任意一个角度，则将会出现大于或者小于em1值的情况。然后慢慢移动pr2的位置，知道接收喇叭在各个角度上的输出指示值都相等。这样就实现了 ???kz1?kz2?? pr0:α=50.0° pr2:l0=25.214mm ? 2 ，记此时pr2的位置为l0，依照表格记录相关数据。 pr3:|em1|=|em2|∝i=3.46 圆极化波调整与测试数据记录： 2、线极化波

电磁波的传播

实验二电磁波的传播 实验目的： 1、掌握时变电磁场电磁波的传播特性； 2、熟悉入射波、反射波和合成波在不同时刻的波形特点； 3、理解电磁波的极化概念，熟悉三种极化形式的空间特点。 实验原理： 平面电磁波的极化是指电磁波传播时，空间某点电场强度矢量E随时间变化的规律。若E的末端总在一条直线上周期性变化，称为线极化波；若E末端的轨迹是圆（或椭圆），称为圆（或椭圆）极化波。若圆运动轨迹与波的传播方向符合右手（或左手）螺旋规则时，则称为右旋（或左旋）圆极化波。线极化波、圆极化波和椭圆极化波都可由两个同频率的正交线极化波组合而成。 实验步骤： 1、电磁波的传播 （1）建立电磁波传播的数学模型 （2）利用matlab软件进行仿真 （3）观察并分析仿真图中电磁波随时间的传播规律 2、入射波、反射波和合成波 （1）建立入射波、反射波和合成波的数学模型 （2）利用matlab软件进行仿真 （3）观察并分析仿真图中三种波形在不同时刻的特点和关系 3、电磁波的极化 （1）建立线极化、圆极化和椭圆极化的数学模型 （2）利用matlab软件进行仿真 （3）观察并分析仿真图中三种极化形式的空间特性 实验报告要求： （1）抓仿真程序结果图 （2）理论分析与讨论

1、电磁波的传播 clear all w=6*pi*10^9; z=0::; c=3*10^8; k=w/c; n=5; rand('state',3) for t=0:pi/(w*4):(n*pi/(w*4)) d=t/(pi/(w*4)); x=cos(w*t-k*z); plot(z,x,'color',[rand,rand,rand]) hold on end title(‘电磁波在不同时刻的波形’) 由图形可得出该图形为无耗煤质中传播的均匀电磁波，它具有以下特点：（1）在无耗煤质中电磁波传播的速度仅取决于煤质参数本身，而与其他因素无关。 （2）均匀平面电磁波在无耗煤质中以恒定的速度无衰减的传播，在自由空间中其行进速度等于光速。 2、入射波、反射波、合成波 （1）axis equal; n=0;%改变n值得到不同时刻的电磁波状态z=0:*pi:10*pi; t=n*pi; B=cos(z-t/4); FB=cos(z+t/4); h=B+FB; plot(z,B,'r',z,FB,'b',z,h,'d'); legend('入射波','反射波','合成波'); axis([0 10 ]); （2）axis equal; n=1/4；;%改变n值得到不同时刻的电磁波状态 z=0:*pi:10*pi; t=n*pi; B=cos(z-t/4); FB=cos(z+t/4); h=B+FB; plot(z,B,'r',z,FB,'b',z,h,'d'); legend('入射波','反射波','合成波'); 电磁波在不同时刻的波形

极化波实验报告

内蒙古工业大学信息工程学院 实验报告 课程名称：电磁场与电磁波实验名称：反射实验和极化波的产生 与检测实验类型：验证性■综合性□设计性□实验室名称：电磁场与电磁波实 验室班级：电子10-1班学号：201010203008 姓名：苏宝组别： 同组人：成绩：实验日期： 2013年5月21 电磁场与电磁波实验 实验一：反射实验 实验目的 熟悉dh926ad型数据采集仪、dh926b型微波分光仪的使用方法掌握分光仪验证电磁波 反射定律的方法 实验设备与仪器 dh926ad型数据采集仪 dh926b型微波分光仪 dh1121b型三厘米固态信号源金属板 实验原理 电磁波在传播过程中如遇到障碍物，必定要发生反射，本处以一块大的金属板作为障碍 物来研究当电磁波以某一入射角投射到此金属板上所遵循的反射定律，即反射线在入射线和 通过入射点的法线所决定的平面上，反射线和入射线分居在法线两侧，反射角等于入射角。 如图所示，平行极化的均匀平面波以角度? 入射到良介质表面时，入射波、反射波和折 射波可用下列式子表示为 平行极化波的斜入射示意图 实验内容与步骤 系统构建时，如图1，开启dh1121b型三厘米固态信号源。dh926b型微波分光仪的两喇 叭口面应互相正对，它们各自的轴线应在一条直线上，指示两喇叭位置的指针分别指于工作 平台的0-180刻度处。将支座放在工作平台上，并利用平台上的定位销和刻线对正支座，拉 起平台上四个压紧螺钉旋转一个角度后放下，即可压紧支座。反射全属板放到支座上时，应 使金属板平面与支座下面的小圆盘上的90-90这对刻线一致，这时小平台上的0刻度就与金属板的法线方向一致。 将dh926ad型数据采集仪提供的usb电缆线的两端根据具体尺寸分别连接 图1 反射实验 到数据采集仪的usb口和计算机的usb口，此时，dh926ad型数据采集仪的usb指示灯 亮（蓝色），表示已连接好。然后打开dh926ad型数据采集仪的电源开关，电源指示灯亮（红 色），将数据采集仪的通道电缆线两端分别连接到dh926b型微波分光仪分度转台底部的光栅 通道插座和数据采集仪的相应通道口上（本实验应用软件默认为通道1）。最后，察看dh1121b 型三厘米固态信号源的“等幅”和“方波”档的设置，将dh926ad型数据采集仪的“等幅/ 方波”设置按钮等同于dh1121b型三厘米固态信号源的设置。 转动微波分光仪的小平台，使固定臂指针指在某一刻度处，这刻度数就是入射角度数， 然后转动活动臂在dh926ad型数据采集仪的表头上找到一最大指示，此时微波分光仪的活动 臂上的指针所指的刻度就是反射角度数。如果此时表头指示太大或太小，应调整微波分光仪 微波系统中的可变衰减器或晶体检波器，使表头指示接近满量程做此项实验。入射角最好取 30°至65°之间，因为入射角太大或太小接收喇叭有可能直接接收入射波。做这项实验时应 注意系统的调整和周围环境的影响。 采集过程中，dh926ad型数据采集仪的usb指示灯连续闪动（蓝色），表示采集过程正在 继续。应用软件屏幕上的信号灯颜色也随着实验的继续进行红色、绿色切换。您需要顺时针

基于MATLAB的均匀平面波仿真

课程设计说明书常用软件课程设计 题目: 基于MATLAB的均匀平面波仿真 院（部）：力学与光电物理学院 专业班级：应用物理 学号： 学生姓名： 指导教师： 2017年7月2 日

安徽理工大学课程设计（论文）任务书 力学与光电物理学院基础与应用物理教研室

安徽理工大学课程设计（论文）成绩评定表 目录

摘要 (5) 1 绪论 (1) 1.1问题背景 (1) 1.2课题研究意义 (1) 2 均匀平面电磁波 (3) 2.1定义与性质 (3) 2.2理想介质中的均匀平面波方程 (3) 2.3平面电磁波的瞬时值形式 (6) 3 MATLAB软件及其基本指令 (8) 3.1MATLAB发展历史 (8) 3.2MATLAB的功能与语言特点 (8) 3.3MATLAB指令 (9) 4 程序设计与运行 (11) 4.1设计思路与框图 (11) 4.2运行结果 (12) 5 项目总结 (16) 6 参考文献 (17)

摘要 平面波是指场矢量的等相位面与波传播方向相垂直的无限大平面的一种电磁波·12。如果平面波在均匀一致且各向同性的理想介质中将形成均匀平面波。均匀平面波是研究电磁波的基础，研究均匀平面波传输特性有十分重要的实际意义。然而直接观察均匀平面波是很难实现的，所以随着计算机的发展，仿真实验正在不断的发展，仿真软件通过图形化界面联系理论条件与实验过程，同时运用一定的编程达到模拟现实的效果。于是本文用MATLAB对均匀平面电磁波在理想介质中的传播进行仿真模拟，从而可以更加形象的学习与理解电磁波的知识。 关键词：电磁波; 均匀平面电磁波; 理想介质; MATLAB; 仿真

电磁场与微波实验报告(极化波)

实验报告 课程名称： 电磁场与微波技术实验 指导老师： 谢银芳、王子立 成绩： 实验名称： 极化波 实验类型： 验证型实验 同组学生姓名： 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1、研究线极化波，圆极化波和椭圆极化波的产生和各自的特点。 2、了解线极化波，圆极化波和椭圆极化波特性参数的测量方法。 3、通过对三种线性极化波的研究，加深对电磁场极化特性的认识与理解。 二、实验内容和原理 原理：平面电磁波的极化是指电磁波传播时，空间某点电场强度矢量E 随时间变化的规律。若 E 的末端轨迹在一条直线上时，称为线极化波； 若E 末端的轨迹是圆（或椭圆），称为圆（或椭圆）极化波。若圆运动轨迹与波的传播方向符合右手（或左手）螺旋规则时，则称为右旋（或左旋）圆极化波。而椭圆极化波末端为椭圆形。线极化波、圆极化波和椭圆极化波都可由两个同频率的正交线极化波组合而成。设同频率的两个正交线极化波为： ()() j kz x x xm j kz y y ym E E e E E e ψψ----== 当,x y xm ym E E ψψψ===±时，是线极化波 当,2 x y xm ym E E π ψψ-=± =±时，是圆极化波 当x y ψψ-介于线极化波与圆极化波时，是椭圆极化波 内容：1.圆极化波的调整与测量 2.线极化波的调整与测量 3.椭圆极化波的调整与测量 三、主要仪器设备 如下图所示，其中辐射喇叭由固态信号源、衰减器及矩形喇叭组成。其中固态信号源工作频率为f ＝9375MHz 。接收喇叭由矩形喇叭，检波器，，微安表等组成。其它装置基本上与实验一相同。

对多层介质中均匀平面波传输特性的研究

第一章对多层介质中均匀平面波传输特性的研究平面波在均匀线性和各向同性的媒质中进行传播，当在传播过程中遇到两种不同媒质的分界面时，将有一部分电磁能量被反射回来形成反射波，另一部分电磁能量透过分界面继续传播，形成透射波。本章将简述，电磁波在对多层介质电磁波传播的处理办法。 对于波的传输，简单的可以分成两大部分进行处理，第一是正入射，第二是斜入射，正入射是斜入射时入射角等于0度的特殊情况。然后，再使用MATLAB进行仿真实验，并将不同方法处理得到的结果进行对比验证。 1.1分界面上的斜入射 由右手定则可知，电场强度E，与磁场强度H在垂直于入射方向的平面内，可以将入射场E分解成垂直于入射面，平行于入射面，即分别讨论平行极化波和垂直极化波在分界面上的斜入射情况。 1.1.1 垂直极化波的斜入射 （1）理论分析 如图1.1 所示，电场强度E i垂直于入射面，磁场强度H i平行于入射面 Z=0 图1. 1垂直极化斜入射示意图 根据分界面上的边界条件

1212?()?()0n s n a H H J a E E ?-=?-=r r r r r (1.1) 定义反射系数rm im E R E ⊥=，透射系数tm im E T E ⊥= 可以得到 2122121cos cos 2cos cos cos cos cos i t i i t i t R T ηθηθηθηθηθηθηθ⊥⊥-= = ++ (1.2) （2）仿真验证 按照上述理论分析，利用MATLAB 进行仿真验证。设入射波为均匀平面波，验证在分界面上的斜入射，有关参数设定为: 介质1的参数设定为：1010==εεμμ 介质2的参数设定为： 2020=2=εεμμ 入射角θ在0-90°范围变化 图1. 2垂直极化波的反射系数、透射系数与入射角的关系

均匀平面波沿空间各点的极化方向

任意传播方向的均匀平面波极化方向的识别 【摘要】：本文讨论了均匀平面波在空间的极化方向。从电场分量的相位和振幅的情况对电磁波的极化形式进行了分类。对所学知识进行了小结 【关键词】：电磁波的极化 线极化 圆极化 椭圆极化 【正文】 电磁波的极化：电磁波在传播的过程中，在垂直于传播方向上电场可能会有两个或以上的分量。由于每个分量的振幅和相位不一定相同。因此，在空间任意给 定点上，合成波电场矢量E 的大小和方向都可能随时间变化，这种现象成为电磁 波的极化。 电磁波的极化是电磁理论中的一个重要概念，它表征在空间给定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性，并用电场强度矢量的端点随时间变化的轨迹来描述。 电磁波的极化形式取决于y E 和x E 分量的振幅之间和相位之间的关系。 下面分别从相位和振幅来讨论电磁波的极化形式。（为了简化问题以下取z=0点来讨论） 1πφφ±=-或0x y 则矢端参数方程转化为 合成波电场与x 轴的夹角为 为常数 当时取负号时取正号，πφφφφ±=-=-x x y y 0 合成电场的端点在一条直线上运动，如图所示 m m arctan()y x E E α=±2222m m (0,)(0,) cos() x y x y y E E t E t E E t ωφ=+=++

结论：任何两个同频率、同传播方向且极化方向互相垂直的线极化波，当它们的相位相同或相差为±π时，其合成波为线极化波。 2x 和y 分量的振幅相等且2 πφφ±=-x y )()E E (arctan x E E )sin()2 cos(E )cos(E 2 2 22y y x x y m y x x m x m y x m x x x t const E E t E t E t E φωαφωπφωφωπφφπ φφ+-====+=+-=++=+=+==-轴的夹角为 合成波电场与大小为 故合成波的电场强度的时，即当 由此可见，合成波电场的大小不随时间变化，但方向却随时变化，其端点轨迹在一个圆上并以角速度ω旋转，故为圆极化波。 当时间t 的值逐渐增加时，电场E 的端点沿顺时针方向旋转。若以左手大拇指 朝向波的传播方向，则其余四指的转向与电场E 的端点运动方向一致，故将其成 为左旋圆极化波。 左旋圆极化波 o x E y x E y E a 0φ= πφ=±

电磁波极化实验报告

竭诚为您提供优质文档/双击可除 电磁波极化实验报告 篇一：电磁场与微波实验报告(极化波) 实验报告 课程名称：电磁场与微波技术实验指导老师：谢银芳、王子立成绩： 实验名称：极化波实验类型：验证型实验同组学生姓名：一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得 一、实验目的和要求 1、研究线极化波，圆极化波和椭圆极化波的产生和各自的特点。 2、了解线极化波，圆极化波和椭圆极化波特性参数的测量方法。 3、通过对三种线性极化波的研究，加深对电磁场极化特性的认识与理解。 二、实验内容和原理

原理：平面电磁波的极化是指电磁波传播时，空间某点电场强度矢量e随时间变化的规律。若e的末端轨迹在一条直线上时，称为线极化波；若e末端的轨迹是圆（或椭圆），称为圆（或椭圆）极化波。若圆运动轨迹与波的传播方向符合右手（或左手）螺旋规则时，则称为右旋（或左旋）圆极化波。而椭圆极化波末端为椭圆形。线极化波、圆极化波和椭圆极化波都可由两个同频率的正交线极化波组合而成。设同频率的两个正交线极化波为： ex?exme?j(kz??x)ey?eyme?j(kz??y) 当?x??y??,exm??eym时，是线极化波当?x??y?? ? 2 ,exm??eym时，是圆极化波 当?x??y介于线极化波与圆极化波时，是椭圆极化波 内容：1.圆极化波的调整与测量2.线极化波的调整与测量3.椭圆极化波的调整与测量 三、主要仪器设备 如下图所示，其中辐射喇叭由固态信号源、衰减器及矩形喇叭组成。其中固态信号源工作频率为f＝9375mhz。接收喇叭由矩形喇叭，检波器，，微安表等组成。其它装置基本上与实验一相同。 四、实验步骤和结果记录

基于MATLAB的均匀平面波仿真

课程设计说明书 常用软件课程设计 题目: 基于MＡTLAＢ得均匀平面波仿真 院（部）：力学与光电物理学院 专业班级: 应用物理 学号： 学生姓名： 指导教师： ２01７年7月2 日 安徽理工大学课程设计（论文)任务书 力学与光电物理学院基础与应用物理教研室 学号学生姓名专业(班级）应物 题目基于ＭAＴＬAB得均匀平面波仿真 设计技术参数1、平面波知识得复习 2、ＭATLAB程序得编写 3、课程设计说明书得书写

20１7年6月3０日安徽理工大学课程设计（论文)成绩评定表

目录 摘要?错误!未定义书签。 1 绪论?错误!未定义书签。

1、1问题背景?错误!未定义书签。 1、２课题研究意义 ........................................... 错误!未定义书签。２均匀平面电磁波?错误!未定义书签。 2、１定义与性质?错误!未定义书签。 2、2理想介质中得均匀平面波方程?错误!未定义书签。 2、3平面电磁波得瞬时值形式 .................................. 错误!未定义书签。３ MAＴＬAＢ软件及其基本指令.. (7) ３、1MAＴLAB发展历史?错误!未定义书签。 3、2ＭＡTLAＢ得功能与语言特点?7 3、3MATＬAB指令.............................................. 错误!未定义书签。 4 程序设计与运行?错误!未定义书签。 4、1设计思路与框图 (10) 4、2运行结果?错误!未定义书签。 5 项目总结?错误!未定义书签。 6 参考文献 ..................................................... 错误!未定义书签。

电磁波极化的简单小结

电磁波的振动方向 悬赏分：0 |解决时间：2009-2-12 15:33 |提问者：yangshunbai 电磁波的振动方向是算电场方向还是算磁场方向？ 最佳答案 这要看你是什么样的电磁波。最普通的电磁波的波动方向是与电场方向和磁场方向同时垂直的。满足右手螺旋法则。 对于极化电磁波，有垂直极化波和平行极化波，垂直极化波的传播方向和磁场方向垂直，平行极化波的传播方向和磁场方向平行。 1 回答时间：2009-2-6 12:40 |我来评论 电磁波极化的简单小结 1.电磁波极化是指电磁波电场强度的取向和幅值随时间而变化的性质，在光学中称为偏振。如果这种变化具有确定的规律，就称电磁波为极化电磁波（简称极化波）。如果极化电磁波的电场强度始终在垂直于传播方向的（横）平面内取向，其电场矢量的端点沿一闭合轨迹移动，则这一极化电磁波称为平面极化波。电场的矢端轨迹称为极化曲线，并按极化曲线的形状对极化波命名。 2.对于单一频率的平面极化波，极化曲线是一椭圆（称极化椭圆），故称椭圆极化波。顺传播方向看去，若电场矢量的旋向为顺时针，符合右螺旋法则，称右旋极化波；若旋向为逆时针，符合左螺旋法则，称左旋极化波。按极化椭圆的几何参数（见图极化椭圆的几何参数），可直观地对椭圆极化波作定量描述，即轴比（长轴与短轴之比）、极 化方向角（长轴的斜角）和旋向（右旋或左旋）。轴比等于１的椭圆极化波称圆极化波，其极化曲线是一个圆，也分右旋或左旋两种旋向。这时极化方向角不确定，代之以电场矢量初始取向的斜角。轴比趋于无穷大的椭圆极化波称线极化波，其电场矢量的取向始终位于一条直线上，这条直线的斜角就是极化方向。这时旋向失去意义，代之以电场强度的初始相位。 3.任何一个椭圆极化波都可以分解成一个右旋圆极化波（用足标Ｒ表示）和一个左旋圆极化波（用足标Ｌ表示）之和。如果将线极化波分解成两个旋向相反的圆极化波，则两者的幅值相等，且初始取向对称于线极化波的取向。 4.任何一个椭圆极化波还可以分解成两个取向正交的线极化波之和。通常，其中一个线极化波在水平面内取向（且垂直于传播方向），称水平极化波（用足标Ｈ表示）；另一个线极化波的取向同时垂直于上述水平极化波的取向和传播方向，称垂直极化波（用足标Ｖ表示）（仅当传播方向在水平面内时，垂直极化波的电场矢量才沿铅垂线取向）。这两个线极化波分量的电场矢量有不同的幅值和，以及不同的初始相位和。 5.同一个椭圆极化波，既可以直接用极化椭圆的几何参数，又可以用两个反旋圆极化分量或两个正交线极化分量之间的参数作定量的描述。极化圆图实质上就是这个球面上 各种极化参数的等值线在赤道平面上的投影。发射和接收电磁波的天线都具有确定的极

无界空间均匀平面波习题

专业 姓名 学号 一、 无界理想介质中均匀平面波的传播 【练习1】有一均匀平面波在0μμ=、04εε=、0σ=的媒质中传播，其电场强度sin(/3)y m E e E t kz ωπ=-+。若已知平面波的频率150f MHz =，平均功率密度为20.5(/)W m ημ。试求：（1）电磁波的波数、相速、波长和波阻抗；（2）电场的幅值m E ；（3）磁场的瞬时表达式。 【练习2】频率500 f kHz =的正弦均匀平面波在理想介质中传播，其电场振幅矢量4 2 /m x y z E e e e kV m =-+，磁场振幅矢量618 3 /m x y z H e e e A m =+-。试求： （1）波传播方向的单位矢量；（2）介质的相对介电常数r ε；（假定相对磁导率 为1）（3）电场E 和H 的复数表达式。

【练习3】 频率 3 f GHz =的均匀平面波垂直入射到有一个大孔的聚苯乙烯 ( 2.7) r ε=介质板上，平面波将分别通过孔洞和介质板达到右侧界面，如图所示。试求介质板的厚度d 最小为多少时，才能使通过孔 洞和通过介质板的平面波有相同的相位？（不考虑 边缘效应和界面上的反射） 二、 电磁波的极化 【练习4】判断下列场的极化方式： 1、(20)420421010 /j z j z x y E e je e e V m πππ-+---=- 2、(20)420221010 /j z j z x y E e e e e V m πππ---=- 3、(34)()(435) /j x y x y z E r e e e j e V m -+=-- 【练习5】已知自由空间中一右旋圆极化波的波矢量为y z k e e =+，且0t =时，坐标原点处的电场为0(0,0)x m E e E =。试求此右旋圆极化波的电场、磁场表达式。

电磁波极化方式及其应用

电磁波极化方式及其应用 摘要：电磁场与电磁波广泛应用于我们的生活中，比如在移动通信、广播电视、卫星通信、医疗等等方面，该文介绍电磁波极化的几种方式，根据其极化特性在不同领域上发挥作用，提高抗干扰能力、加强传输性能，在材料研究方面尤为重要。 关键词：极化干扰电磁波 Polarization ways of electromagnetic wave and its applications Abstract:The Electromagnetic field and electromagnetic wave is widely used in our life,such as in mobile communications,radio and television,satellite communications,medical,etc.This paper introduces several ways of electromagnetic wave polarization according to its polarization characteristics and play a role in different fields,improve the anti-interference ability,strengthen the transmission performance,is especially important in materials research. Key words:Polarization disturbance electromagnetic wave 1 电磁波的极化方式 电子工程中，电磁波有不同极化方式，怎样在不同场所合理的运用其特性是我们要考虑的一个重要方面。下面所讲的不是媒质中发生的电磁极化，而是电磁场的空间形象。极化是指在空间各点，以场强

第十九讲：电磁波极化

5.2电磁波的极化 5.4色散与群速 1、掌握波极化的概念以及研究极化波的重要意义； 2、掌握三种极化方式的条件并能正确判别波的极化状态； 3、理解群速的概念以及群速与相速的关系。 重点：1）波极化的概念； 2）波的极化状态的判别； 3）研究极化波的意义。 难点：1）极化波的合成与分解；2）群速的概念。 讲授、练习 2学时 5.2电磁波的极化 一、极化的概念及描述 沿任意方向传播的均匀平面波，波函数为： ()() 0,j t k r E r t E e ω-?= 式中电磁波振幅矢量0E 是三维复矢量（包含了初相j e φ ），但受0=?E k 的约束， 只有两个自由度：两种极化态——偏振态。 设电磁波的传播方向为z +方向，则一般情况下??x x y y E e E e E =+，有两个分量： ()(),cos x xm x E z t E t kz ωφ=-+ ()(),cos y ym y E z t E t kz ωφ=-+ 由于x E 和y E 的振幅和相位不一定相同，因此在空间任意给定点上，合成波E 的 大小和方向都可能会随时间变化，这种现象称为电磁波的极化。 电磁波的极化用电场强度E 矢量末端随时间变化的轨迹来描述，它表征在空间给 定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性： 直线极化——在给定点，E 的矢端随时间变化的曲线为直线； 圆极化——在给定点，E 的矢端随时间变化的曲线为圆； 椭圆极化——在给定点，E 的矢端随时间变化的曲线为椭圆。 为简单起见，取0z =的给定点讨论： ()cos x xm x E E t ωφ=+ ()cos y ym y E E t ωφ=+

任意方向传播的均匀平面波的极化方式识别

学习报告四 令狐采学 ——任意方向传播的均匀平面波的极化方式识别 作者：英才实验学院09级4班 甘骏2900104007 【摘要】 本文是电磁场与波课程关于均匀平面波极化方式识别的延伸。将着重讨论沿任一方向传播的均匀平面波的极化方式。重点将运用到矢量的分析方法。 【关键词】 均匀平面波 极化 矢量分析 【引言】 《电磁场与电磁波》（谢处方，饶克谨）教材中，关于均匀平面波的极化的讨论，仅限于沿Z轴方向传播，有很大的局限性——实际生活中，电磁波是可以沿任意方向传播的。但是书中关于Z轴方向传播的均匀平面波讨论很详细，值得借鉴。因为，任意方向传播的均匀平面波可以抽象为重新建立坐标系，

将传播方向固定为Z轴，则可以用相同的讨论方法确定波的极化方式。 【正文】 1.极化的概念。 以沿Z方向传播的均匀平面波为例，假设 。在任何时刻，此波的电池强度矢量的方向始终保持在x方向。一般情况下，沿z方向传播的均匀平面波的分量都存在，可表示为： (1) (2) 合成波电场。由于分量的振幅和相位不一定相同，因此，在空间任意给定点上，合成波电场强度矢量的大小和方向都可能会随时间变化，这种现象称为电磁波的极化。 它表征，空间固定点处，电场强度的矢端随时间变化的轨迹。矢端的时间变化规律，决定于各分量幅度和初相的大小。 2.关于Z轴方向传播的均匀平面波的极化方式。 首先我们引入矢端参数方程。在直角坐标系下，矢端参数方程为： 在极坐标系下： 极化的状态： 波都沿z方向传播，则有：

：线极化 :左旋极化 :右旋极化 3.线极化波。 条件： 则矢端参数方程简化为： 合成波电场与x轴的夹角为： 任何两个同频率、同传播方向且极化方向互相垂直的线极化波，当它们的相位相同或相差为±π时，其合成波为线极化波。 4.圆极化波。 条件： 矢端方程： 为左旋极化波 为右旋极化波 任何两个同频率、同传播方向且极化方向互相垂直的线极化波，当它们的振幅相同、相位差为±π/ 2 时，其合成波为圆极化波。 5.椭圆极化波。 即在x，y方向上，电场振幅和相位都不等的情况。 6.推广到任意方向。 任意方向传播的均匀平面波，可表示为： 设其中为复振幅矢量，分别为其实部和

关于波的极化的学习理解

关于波的极化的学习理解 波的极化表征的是在空间定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性，用电场强度矢量的端点在空间描绘出得轨迹来表示。我认为，对均匀平面波的极化的理解跟对光的偏振的理解是一样的。所以，我通过理解光的偏振从而达到对均匀平面波的理解。 光波是一种时谐平面电磁波，通常把光波中的电场矢量称为光矢量，把电场的振动称为光振动。在讨论光的波动特性时，通常只考虑只常矢量即可。 光是横波（TEM波），光矢量的振动方向与光波的传播方向垂直，在垂直于传播方向的平面内，电场强度矢量可能存在各种不同的振动方向，这就是光的偏振。 根据光矢量振动方向相对于光传播方向是否具有对称性，可将光波分成非偏振光和偏振光。 先说非偏振光，因为光是横波，既然是横波就应该有偏振性（Q：是不是横波都具有偏振性？），但又何来非偏振光？我认为应该这样理解：非偏振光是指自然光，普通光源包含大量的原子和分子，它们各自无规则地发射振动方向、初相位各不相同的光波。那么它在垂直于光传播方向的平面上具有一切可能的振动方向，各个振动方向上振幅在观察时间内的平均值相等，与初相位完全无关，这就是所谓的非偏振光。所以说，非偏振光是大量源点振动平均的结果，不是一个源点的振动所得到的。 再说完全偏振光，完全偏振光包括线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光（可以相应地理解线极化、圆极化和椭圆极化）。 1.线极化是指，在光的传播方向上，各点的光矢量在确定的平面内，光矢量的端点的轨迹为一条直线。如下图所示的横波：

上图所示的是，沿z方向传播的，电矢量沿x方向的时谐平面波。 再如下图： 这张图所示的，是沿z方向传播的，但电矢量不是沿x方向的时谐平面波。但它是一线偏振。因为，光矢量的端点轨迹是一直线。

电磁波极化特性的MATLAB仿真

电磁波极化特性的仿真 M A T L A B 闫昕，朱峻锋，赵小新 ( 枣庄学院光电工程学院，山东枣庄277160) ［摘要］基于电磁理论的基本知识，应用MATLAB 仿真直线极化波、圆极化波和椭圆极化波的电磁波极化特性，研究结论为电磁波极化现象的理解提供新的手段． ［关键词］电磁波极化;MATLAB 仿真;直线极化波;圆极化波;椭圆极化波① ［中图分类号］O442 ［文献标识码］A［文章编号］1004 －7077(2014)05 －0051 －03 引言 库仑定律、安培定律和法拉第电磁感应定律三大电磁学实验定律的提出，标志着人类对宏观电磁现象的认识从定性阶段到定量阶段的飞跃，以三大实验定律为基础，麦克斯韦基于两个假设总结出麦克斯韦方程组描绘电磁波传播、辐射等电磁现象的总规律［1］． 图1 是平面电磁波在无界空间中的传播特性图，从图1 中可以看到，平面电磁波沿着 →→ Z 方向传播，电场强度E 与磁场强度H 处于与电磁波传播的Z 方向垂直的无限大平面内． → 一般情况下电场强度E 有E x 和E y 分量，合成波电场 →→ E = e x E x → + e y E y ， 其中E x E x m co s(ωt + φ x ) ，E y E y m co s(ωt + φ y )( 1) == 图1平面电磁波在无界空间的传播图2相位相等时的直线极化波 →由于E x 和E y 分量的振幅和相位不一定相同，因此在空间任意点上合成波电场强度E 的大小和方向都将随着时间变化，这种现象称为电磁波的极化现象．它表征在空间给定 ［收稿日期］2014 －06 －10 ［基金项目］地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目(项目编号:201310904024 ) ; 枣庄学院《电磁场理论》精品课程项目;枣庄学院教学改革项目(项目编号:Y J G11007 ) ; 枣庄学院2014 校级大学生研究训练计划项目(项目编号: 2014041)． ［作者简介］闫昕(1977 －) ，男，山东枣庄人，枣庄学院光电工程学院讲师，博士，主要从事计算电磁学、人工晶体和电磁超材料方面的研究． ·51·①