电磁波的极化ppt课件.ppt

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1、1,5.2 电磁波的极化,5.2.1 极化的概念,5.2.2 线极化波,5.2.3 圆极化波,5.2.4 椭圆极化波,5.2.5 极化波的分解,5.2.6 极化波的工程应用,2,5.2.1 极化的概念,波的极化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,是电磁理论中的一个重要概念。,在电磁波传播空间给定点处,电场强度矢量的端点随时间变化的轨迹。,波的极化,3,一般情况下,沿+z 方向传播的均匀平面波,其中,电磁波的极化状态取决于Ex 和Ey 的振幅之间和相位之间的关系,分为:线极化、圆极化、椭圆极化。,极化的三种形式,线极化:电场强度矢量的端点轨迹为一直线段,圆极化:电场强度矢量的

2、端点轨迹为一个圆,椭圆极化:电场强度矢量的端点轨迹为一个椭圆,4,5.2.2 线极化波,条件:或,合成波电场的模,合成波电场与+x 轴的夹角,特点:合成波电场的大小随时间变化但其矢 端,轨 迹与x 轴的夹角始终保持不变。,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时,其合 成波为线极化波。,5,5.2.3 圆极化波,则,条件:,合成波电场的模,合成波电场与+x 轴的夹角,特点:合成波电场的大小不随时间改变,但方向却随时间变 化,电场的矢端在一个圆上并以角速度 旋转。,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,当它们的振幅相同、

3、相位差为/2 时,其合成波为圆极化波。,6,右旋圆极化波:若yx/2,则电场矢端的旋转方向 与电磁波传播方向成右手螺旋关系,称为右旋圆极化波,左旋圆极化波:若yx/2,则电场矢端的旋转方向 电磁波传播方向成左手螺旋关系,称为左旋圆极化波,7,5.2.4 椭圆极化波,可得到,特点:合成波电场的大 小和方向都随时间 改变,其端点在一 个椭圆上旋转。,8,合成波极化的小结,线极化:0、。0,在1、3象限;,在2、4象限。,椭圆极化:其它情况。0,左旋;0,右旋。,圆极化:/2,ExmEym。取“”,左旋圆极化;取“”,右旋圆极化。,电磁波的极化状态取决于Ex 和 Ey 的振幅Exm、Eym 和相位差

4、 yx,对于沿+z 方向传播的均匀平面波:,9,例5.2.1 说明下列均匀平面波的极化方式。,(2),(3),(4),解:(1),(2),(3),(4),(1),10,5.2.5 极化波的分解,任何一个线极化波都可以表示成旋向相反、振幅相等的两圆极化波的叠加,即,任何一个椭圆极化波也可以表示成旋向相反、振幅不等的两圆极化波的叠加,即,任何一个线极化波、圆极化波或椭圆极化波可分解成两个线极化波的叠加,11,电磁波的极化在许多领域中获得了广泛应用。如:,5.2.6 极化波的工程应用,在雷达目标探测的技术中,利用目标对电磁波散射过程中改变 极化的特性实现目标的识别,无线电技术中,利用天线发射和接收电磁波的极化特性,实现 最佳无线电信号的发射和接收。,在光学工程中利用材料对于不同极化波的传播特性设计光学偏 振片等等,

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