任意方向传播的均匀平面波的极化方式识别

1、 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】【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【关键词】 均匀平面波 极化 矢量分析 【引言】【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，有很大的局限性一一实际生活中，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

2、Z釉，则可以用相同的讨论方法确定波的极化方式。 【正文】【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EuexEnQod照)tkz+中)。在任何时刻，此波的电池强度矢量E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 J 和Ey分量都存在，可表示为： Ex=Exnicos(3tkz+q)x) Ey=EynjcosEj5wt-kz+(py)(2) 合成波电场E=exEx+eyEyo由于Ex和Ey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, 它表征，空间固定点处，电场强度的

3、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。学习报告 El! q)y-(px=Ap=y 为左旋极化波 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: Ex(t)=ExlnC0S(-kZ+) Ey(t)=cos(公-kz+Oy) 在极坐标系下： |E(04)|=JE：COS?(+痣)+E卜cos?(a+%) .EEcos(ot-kz+次). a(t)=arctan- cos(以一kz+痣) 极化的状态： dE a=-(-/sinD。) diEcos(6X-kz+) 波都沿z方向传播，则有: Aq)=0or n

4、：线极化 0Ap7T:左旋极化 -7TA(p0:右旋极化 3 .线极化波。 条件：Aq)=0or 71 则矢端参数方程简化为： E|=jE：(O,t)+E；(O,t)=JE：+E：COS(故+%) 合成波电场与x轴的夹角为： EE a= arctan( E)an 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土IT时，其合成波为线极化波。 4 .圆极化波。 条件：&m=Eym=Em、A0,合成波为右旋极化； k(E111rxE1Tli)=0,合成波不旋转，为线极化； kYEmrXEnJVO,则为左旋极化。 对于非线极化情况，需要进一步确定极化波是否为圆极化。如果下列两式满足，则为圆极化，否则为椭圆极化： 这种判断方法，不需画图：不需关心分量及初相位：适合任何情况，求计算简单。 【结束语】 电磁场的极化有广泛地应用。能够快速准确地判断任意方向传播的均匀平面波的极化方式， 可以简化计算和抽象思维难度， 方便解决问题。 本文讨论的方法应用范围极广，且计算量小，不需画图，可以用作解决均匀平面波极化方式的问题。但是本文用到复矢量分析的方法，对思维和基础知识