[理學(xué)]第6章平面電磁波-資料下載頁(yè)
2024-10-16 21:23本頁(yè)面
【正文】 ?? ?e則合成波瞬時(shí)值的大小為 m22 ),(),() ,( EtzEtzEtzE yx ???合成波矢量與 x 軸的夾角 ? 為 ) (t),( ),(t a n kztantzE tzExy ??? ?? )] (2πc ot [ kzt ??? ?) (2π kzt ??? ??即 由此可見(jiàn)，對(duì)于某一固定的 z 點(diǎn)，夾角 ? 為時(shí)間 t 的函數(shù)。電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的方向隨時(shí)間不斷地 旋轉(zhuǎn) ，但其 大小不變 。因此，合成波的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的端點(diǎn)軌跡為一個(gè) 圓 ，這種變化規(guī)律稱(chēng)為 圓極化 ，如下圖示。 上式表明，當(dāng) t 增加時(shí)，夾角 ? 不斷地減小，合成波矢量隨著時(shí)間的旋轉(zhuǎn)方向與傳播方向構(gòu)成左旋關(guān)系，這種圓極化波稱(chēng)為 左旋 圓極化波。 Ey Ex E y x ? 0 左旋 右旋 z y x 0 若 Ey 比 Ex 滯后 ， 則合成波矢量與 x 軸的夾角 。 可見(jiàn) ， 對(duì)于空間任一固定點(diǎn) ， 夾角 ? 隨時(shí)間增加而增加 ， 合成波矢量隨著時(shí)間的旋轉(zhuǎn)方向與傳播方向 ez 構(gòu)成 右旋關(guān)系 ， 因此 ， 這種極化波稱(chēng)為 右旋圓極化波 。 2π)2π( kzt ??? ?? 由上可見(jiàn)，兩個(gè)振幅相等，相位相差 的空間相互正交的線極化波，合成后形成一個(gè)圓極化波。反之，一個(gè)圓極化波也可以分解為兩個(gè)振幅相等，相位相差 的空間相互正交的線極化波。 2π2π 還可證明，一個(gè) 線 極化波可以分解為兩個(gè) 旋轉(zhuǎn)方向相反的 圓 極化波。反之亦然。 若上述兩個(gè)相互正交的線極化波 Ex 和 Ey 具有不同振幅及不同相位 ， 即 ????????? )c o s (),( )c o s (),(mmkztEtzkztEtzyyyxx??ee xEE則合成波的 Ex 分量及 Ey 分量滿(mǎn)足下列方程 ????? 2mm2m2mc oss i n2)()(yxyxyyxxEEEEEEEE 這是一個(gè)橢圓方程，它表示合成波矢量的端點(diǎn)軌跡是一個(gè)橢圓，因此，這種平面波稱(chēng)為 橢圓極化波。 ? y x E x 39。 y 39。 Ey? m Ex? m 當(dāng) ? 0 時(shí)， Ey分量比 Ex 滯后，與傳播方向 ez 形成右旋橢圓極化波；當(dāng) ? 0 時(shí)， Ey分量比 Ex 導(dǎo)前，與傳播方向ez 形成左旋橢圓極化波。 前述的線極化波 、 圓極化波均可看作為橢圓極化波的特殊情況 。 由于各種極化波可以分解為線極化波的合成 ， 因此 ， 僅討論 線極化 平面波的傳播特性 。 電磁波的極化特性獲得 非常廣泛 的實(shí)際應(yīng)用 。 例如 ， 由于圓極化波穿過(guò)雨區(qū)時(shí)受到的吸收衰減較小 ， 全天候雷達(dá)宜用圓極化波 。 在微波設(shè)備中，有些器件的功能就是利用了電磁波的極化特性獲得的，例如，鐵氧體環(huán)行器及隔離器等。 在無(wú)線通信中 ， 為了有效地接收電磁波的能量 ， 接收天線的極化特性必須與被接收電磁波的 極化特性一致 。 在移動(dòng)衛(wèi)星通信和衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)中，由于衛(wèi)星姿態(tài)隨時(shí)變更，應(yīng)該使用 圓極化 電磁波。 眾所周知，光波也是電磁波。但是光波不具有固定的極化特性，或者說(shuō)，其極化特性是 隨機(jī) 的。光學(xué)中將光波的極化稱(chēng)為 偏振 ，因此，光波通常是 無(wú)偏振 的。 為了獲得偏振光必須采取特殊方法。 立體電影是利用兩個(gè)相互垂直的偏振鏡頭從不同的角度拍攝的。因此，觀眾必須佩帶一副左右相互垂直的偏振鏡片，才能看到立體效果。 相速和群速 電磁波相速度 pv???表示波的恒定相位點(diǎn) 推進(jìn)的速度。 t z co n st????對(duì)于理想介質(zhì)： ? ? ??? 1pv ????（與頻率無(wú)關(guān)） 對(duì)于損耗媒質(zhì)： ? ?ppvv ???（與頻率有關(guān)） ? 不再是 的線性函數(shù) ? 單一頻率正弦波不能攜帶信息。 一個(gè)信號(hào)由許多頻率分量組成。 用 “ 群速 ” 代表信號(hào)在損耗媒質(zhì)中能量的傳播速度。 設(shè)兩個(gè)振幅均為 Am，而角頻率分別為 和 的行波 ???? ????? ? ? ?? ? ? ?1j t j zmj t z j t zmA e eA e e? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ????? ? ? ?? ? ? ?2j t j zmj t z j t zmA e eA e e? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ????其合成波 ? ? ? ?12 2 c o s j t zmA t z e ???? ??? ? ? ? ? ? ? ? ?其 振幅 是受調(diào)制的，稱(chēng)為包絡(luò)波。如圖 。 z z 圖 定義群速：包絡(luò)波上一恒定相位點(diǎn) 推進(jìn)的速度。 t z co n s t??? ? ? ?gdzvdt??????設(shè) ??? 則 ? ?p ppg p p gpdv dv dvdv v v vd d d v d??? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?故 1pgppvvdvvd????討論 0p gpdv vvd ? ? ? ? 稱(chēng)為無(wú)色散 0p gpdv vvd ? ? ? ?0p gpdv vvd ? ? ? ?稱(chēng)為正常色散 稱(chēng)為反常色散
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