圆极化波及其MATLAB仿真-西电

电磁场与电磁波大作业圆极化波及其MATLAB仿真专 业： 信息对抗技术 班 级： 学生姓名：指导教师： 黄丘林 一、引言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，其主要分类有线极化波，圆极化波和椭圆极化波。二、原理详解下面我们详细分析圆极化波的产生条件。假设均匀平面电磁波沿+Z方向传播，电场强度矢量E频率和传播方向均相同的两个分量 和，电场强度矢量的表达式为 电场强度矢量的两个分量的瞬时值为 设 那么式（2）式（3）变为 消去t得 此方程就是圆方程。电磁波的两正交电场强度分量的合成电场强度矢量E的模和幅角分别依次为 由式（4）和式（5）可见，电磁波的合成电场强度矢量的大小不随时间变化，而其余x轴正向夹角将随时间变化。因此合成的电场强度矢量的矢端轨迹为圆，故称为圆极化。三、仿真分析下面我们用MATLAB进行仿真分析。假设电磁波为圆极化波，且沿+z方向传播，则其电场强度矢量轨迹如下图一所示：图一而当固定位置观察圆极化波的矢端轨迹，其结果如下图二：图二固定时刻观察圆极化矢端轨迹如下图三：图三其中当固定时刻的电场矢量的x和y 分量如下图四：图四四、仿真代码%电磁场与电磁波大作业 %圆极化波及其MATLAB仿真 %作者：柯炜鑫 %学号： %圆极化波及其MATLAB仿真图一代码：w=1.5*pi*(10e+8);z=0:0.05:20;k=120*pi;for t=linspace(0,1*pi*10e-8,200) e1=sqrt(2)*cos(w*t-pi/2*z); e2=sqrt(2)*sin(w*t-pi/2*z); h1=sqrt(2)/k*cos(w*t-pi/2*z); h2=-sqrt(2)/k*sin(w*t-pi/2*z); plot3(e1,e2,z); xlabel(x); ylabel(y); zlabel(z); title(电场强度矢量); grid on end图二代码：clc;clear;exm=1;eym=1;faix=0;faiy=pi/2;wt=0:.001:10;kz=0;plot(exm*cos(wt-kz+faix),eym*cos(wt-kz+faiy);axis(-1.1 1.1 -1.1 1.1);xlabel(Ex);ylabel(Ey);axis equal;grid on;title(固定位置圆极化波矢端轨迹)图三代码：clc;clear;exm=1;eym=1;faix=0;faiy=pi/2;wt=0;kz=0:.001:10;plot(exm*cos(wt-kz+faix),eym*cos(wt-kz+faiy);axis(-1.1 1.1 -1.1