1、PolarizationExxyyEe Ee E12cos()cos()cos()cos()xxmxmxyymymyEEtkzEtkzEEtkzEtkz电磁波的极化：在电磁波传播的空间任意一点上，电场强度矢量(大小和方向)随时间变化的方式，称为电磁波的极化或偏振。通常用电场强度矢量E的端点在空间随时间变化的轨迹来描述。如轨迹是直线，则为直线极化（线极化）；如轨迹是圆，则称为圆极化；如是椭圆，则称为椭圆极化。前一节讨论电场方向固定在x方向(z方向传播的波)就是一种线极化波。一般情况下电场强度(非固定x方向)在与传播方向垂直的面上可分解为两个相互垂直的两个分量，设均匀平面波的传播方向为z轴，则E有
2、x和y 两方向的分量：其中:)cos()cos(21tEEtEEymyxmx021)cos()cos(00tEEtEEymyxmx)cos(02222tEEEEEymxmyxconstEEEExmymxytan18012211cos()cos()cos()yymymymEEtEtEtwywypwy=-=-=-22221cos()xyxmymEEEEEtwy=+=+-constEEEExmymxytan一一 线极化线极化若电场的两个分量的相位相同，或相差180度，则合成电场表现为直线极化波。1)对于合成电场为：合成电场与x轴的夹角为：合成电场的大小随时间变化，但其矢端轨迹与x轴的夹角保持不变。则
3、同理可得出：2)对于参考点z=0点111cos()cos()sin()2xmxmymmymmEEtEEEEEtEt二二 圆极化圆极化若电场的水平分量Ex与垂直分量Ey振幅相等，相位相差90度，则合成电场表现为圆极化波。对于z方向传播的波,设：合成电场大小为：与x轴的夹角为：即 合成电场的大小不变，方向随时间以的速度旋转，矢端轨迹形成一个圆。-圆极化。电磁波的电场矢量的旋转方向与电磁波的传播方向符合右手螺旋法则，-右旋圆极化波。t相应地，对于190,20的电磁波，为左旋圆极化波。22211cos()sin()mmEEttE1()yxEtgtgtE1t1）212)cos(costEEtEEymyx
4、mx22222sincos2ymxmyxymyxmxEEEEEEEEcos22tan22ymxmymxmEEEE三三 椭圆极化椭圆极化对于一般情况下，电场的两个分量的振幅和相位都不相等，这时的电磁波就构成了椭圆极化波。设10,2 ，则有：联立两方程，消去t：上式是一个椭圆方程。合成电场矢量的矢端在一椭圆上旋转。当0时，得到右旋椭圆极化波。当0时，得到左旋椭圆极化波。椭圆的长轴与x轴的夹角为：1212四四 极化的判断极化的判断沿小于的方向转到将电场化为标准形式，然后四指从12与那只手的大拇指在传播方向上就是哪种形式的极化波。对应的方向叉乘对应的方向应为传播方向。前应有负号。标准形式中，标准形式应
5、注意两点：)cos()cos(21tEEtEEymyxmx)sin()cos(0ztezteEEyx0EEEyx0cos()cos()2xyEE etzetz)2cos()cos()sin()cos(00ztezteEztezteEEyxyx)cos()cos()2/sin()cos(00ztezteEztezteEEyxyx例:判断下面的电场为何极化?+z方向传播的波，相位相差90度，圆极化波，-左旋圆极化波。-z方向波，-左旋圆极化波。相位差为180度，线极化波；1.2.3.jkzeEx jyEzH000)(11000)()()sin()cos()(0000tHxtHykztExkztEy
6、tHxy20022)()(EtHtHyxjkzeEy jxE0)(例例 一空气中传播的均匀平面波,其电场强度复矢量为 试问它是什么极化波?写出磁场强度瞬时值,并求其端点轨迹。解解 这是左旋圆极化波,因Ey/Ex=j.知 磁场强度瞬时值为 因而有 jjyxeEeEEE260165例例 在空气中传播的一个平面波有下述两个分量：mVkzttEmVkzttEyx/)60cos(6)(/)cos(5)(这是什么极化波?试求该波所传输的平均功率密度;解解 电场强度二分量的复振幅为 yxjkzjEyExeeEyExE)(21xyjkzjjkzjHxHyeeHxHyeeExEyEzH)()(11212100因E1E2,=-60,这是右旋椭圆极化波。电场强度复矢量为 磁场强度复矢量为 其共轭复矢量为 jkzjeeHxHyH)(21*)Re(21)()Re(21Re21*xyyxxyyxavHEHEzHExyHEyxHES22121122011()22avEESz E HE Hz平均功率密度为 并有 yxyx)cos()cos(xxmyymxywtEwtEEEtg幅角：22ymxmEE幅值：ymxmEE2yxymxmEE0 xycos()cos()xxmxyymyEEtEEtxxyyEe Ee E
