平面電磁波的傳播-資料下載頁
2025-07-19 00:11本頁面
【正文】 ( ??? ??? xtEE y)2m2 s in ( ??? ??? xtEE z 直線極化波 取 x=0的平面來討論。若 φ1=φ2=φ，即 Ey和 Ez 同相，則合成電場的量值為 )?? ??? tEEE s in (22m21m它與 y的夾角為 ????????? 1m2ma r c t a n EE?鑒于 E1m、 E2m為常數(shù)， α不隨時(shí)間變化，合成電場矢量的端點(diǎn)軌跡為一條與 y軸成 α角的直線，稱其為直線極化波， 若 φ1與 φ2不相等，相差 ?，即 Ey和 Ez 反相，此時(shí)合成的電場矢量的端點(diǎn)軌跡仍為一條直線，即直線極化波，但合成電場矢量 E與 y軸的夾角為 ???????? ?? 1m2ma r c t a n EE?圖 直線極化的平面電磁波 E2m E1m y z x α E 一般在無線電工程中，常將垂直于地面的直線極化波稱為 垂直極化波 ；將平行于地面的直線極化波稱為 水平極化波 。 圓極化波 在 x=0的平面上，若 Ey和 Ez 幅值相等，而初相位相差 ? /2，即： E1m=E2m=Em 221??? ???則電場的量值為 m2z2y EEEE ??? 合成電場的大小不隨時(shí)間的變化而改變。合成電場與 y軸的夾角 α為 )1t a n (t a n ??? ???? tEEyz)1( ??? ??? t因此，合成電場的方向隨時(shí)間的增加以角速度 ? 改變。這時(shí)合成的電場端點(diǎn)軌跡為一以角速度 ? 旋轉(zhuǎn)的圓周，故稱之為 圓極化波 。 若 Ey超前 Ez的相位為 900，此時(shí)合成電場矢量的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)榉磿r(shí)針方向，與波的傳播方向（ +x）構(gòu)成 右手螺旋關(guān)系 ，稱之為 右旋圓極化波 。 若 Ey落后 Ez 900相位，此時(shí)合成電場矢量的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，與波的傳播方向（ +x）構(gòu)成 左手螺旋關(guān)系 ，稱為 左旋圓極化波 。 Ez Ey E z y ? 0 左旋 右旋 橢圓極化波 對于一般情況，若分量 Ey和 Ez幅值不相等，且初相位相差為任意值，那么這時(shí)構(gòu)成的極化波為 橢圓極化波 。直線極化波和圓極化波分別是橢圓極化波的 特例 。 )1m1 c o s ( ?? ?? tEE y)1m2 s in ( ?? ??? tEE z122m21m?????????????????? EEEE zy這是橢圓方程。合成電場矢量的端點(diǎn)在這個(gè)橢圓上旋轉(zhuǎn)，形成 橢圓極化波 。 根據(jù)電場的兩個(gè)分量相位差的正負(fù)，橢圓極化波也分為 左、右旋橢圓極化波 。 若合成的電場矢量旋轉(zhuǎn)方向與波傳播方向構(gòu)成 右手螺旋關(guān)系 ，就為 右旋橢圓極化波 ； 若合成的電場矢量旋轉(zhuǎn)方向與波傳播方向構(gòu)成 左手螺旋關(guān)系 ，就為 左旋橢圓極化波圖 。圖示為右旋橢圓極化波。 ? z y E y 39。 z 39。 Ez? m Ey? m 設(shè) Ey超前 Ez的相位為 900，則在 x=0平面上有 極化是描述電磁波中電場的情況，是電磁波理論中的一個(gè)重要概念，波的極化有著極大的價(jià)值。在工程上，波的極化有著廣泛的應(yīng)用。 1）調(diào)幅電臺發(fā)射的電波中的電場是與大地垂直的，所以收聽者要想得到最佳的收音效果，就應(yīng)將收音機(jī)的天線調(diào)整到與電場平行的位置，即與大地垂直。 2） 電視臺發(fā)射的電波中的電場是與大地平行的，所以收看者應(yīng)將電視接受機(jī)的天線調(diào)整到與電場平行的位置，即與大地平行。 3） 火箭等飛行器在飛行過程中其狀態(tài)和位置在不斷地變化，因此火箭上的天線方位也在不斷地改變，此時(shí)如果用直線極化的發(fā)射信號來遙控火箭，在某些時(shí)候就會出現(xiàn)火箭上的天線收不到地面遙控信號的情況，而造成失控，應(yīng)改用圓極化的發(fā)射和接收系統(tǒng)。 4） 由于圓極化波穿過雨區(qū)時(shí)受到的吸收衰減較小，全天候雷達(dá)用圓極化波方式。 眾所周知，光波也是電磁波。但光波不具有固定的極化特性。光學(xué)中將光波的極化稱為 偏振 ，因此， 光波通常是無偏振的 。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。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。 證明 ：考慮沿（ +x）方向傳播的兩個(gè)旋向不同的圓極化波，設(shè)其振幅為 Em，則左旋極化波的電場 E1的表達(dá)式為 zy xtExtE eeE )) 2s i n (s i n ( mm1??????? ???????右旋極化波的電場 E2的表達(dá)式為 zy xtExtE eeE )) 2s i n(s i n( mm2??????? ???????合成波的電場為 yxtE eEEE )??? ????? s i n (2 m21所以，合成波是一沿 y方向的直線極化波，問題得證。 由此題反推可知，一直線極化波可分解為兩個(gè)振幅相同，旋向相反的圓極化波的迭加。 例 65 證明兩個(gè)振幅相同，旋轉(zhuǎn)方向相反的圓極化波可合成一直線極化波。 例 66有一垂直穿出紙面（ x＝ 0）的平面電磁波，由兩個(gè)直線極化波 Ez＝ 3sin(?t)和 Ey＝ 2sin(? t+?/2)組成，試問合成波是否為橢圓極化波？如果是橢圓極化波，那么是右旋波還是左旋波？ 解 ? ?t3E z ?? sin? ?t22t2E y ???????? ???? c o ss i n9)(s in22 zEt ??4)(co s22 yEt ??將上兩式相加得 1)(c o s)(s i n49 2222???? ttEE yz ??這是一個(gè)橢圓方程，長軸為 3，短軸為 2，所以該合成電磁波是橢圓電磁波。 由于 Ey超前 Ez的相位為 900，隨著時(shí)間的變化，合成電場矢量末端旋轉(zhuǎn)方向與波的傳播方向構(gòu)成右手螺旋關(guān)系，所以該波是右旋橢圓極化波。
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