极化波的分类与相互关系电子信息工程学院
《电磁场与电磁波》
课程论文
论文名称:极化波的分类与相互关系
作者名称:
学 号:
班 级:
课程成绩:
处
评语:
教师:
年 月 日
极化波的分类与相互关系
摘要:本文介绍了极化电磁波的分类已经它们之间的合成分解情况。极化是电磁波中的一个重要概念,工程中常用极化抗干扰、实现信号的最佳发射和接收、提高信道容量,并且在雷达技术中有有着广泛的应用。因此研究极化波对无线通信有着重要的意义。本文首先介绍电磁波极化的概念,再介绍分类及判断方法,最后解释三种极化...
电子信息
学院
《电磁场与电磁波》
课程论文
论文名称:极化波的分类与相互关系
作者名称:
学 号:
班 级:
课程成绩:
处
评语:
教师:
年 月 日
极化波的分类与相互关系
摘要:本文介绍了极化电磁波的分类已经它们之间的合成分解情况。极化是电磁波中的一个重要概念,工程中常用极化抗干扰、实现信号的最佳发射和接收、提高信道容量,并且在雷达技术中有有着广泛的应用。因此研究极化波对无线通信有着重要的意义。本文首先介绍电磁波极化的概念,再介绍分类及判断方法,最后解释三种极化波之间的合成分解关系。
关键词:极化波,无线通信,合成分解
1. 极化的概念
在任意空间给定点上,合成波电场强度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
征在空间给定点上电场强度E取向随时间变化的特性。
2. 极化波的分类
2.1 直线极化波:E的端点随时间变化的轨迹为直线的极化波。
(1)条件:E的x分量和y分量的相位同相或相差π,即 或 。
(2)特征:合成波电场强度大小为:
,
(2.1)
,
合成波电场与x轴夹角为:
(2.2)
图2-1 直线极化
2.2圆极化波:E的端点随时间变化的轨迹为圆的极化波。
(1)条件:E的x分量和y分量的振幅相同、相位差π/2,即 、
(2)特征:
则合成波电场强度为:
(2.3)
合成波电场与x轴夹角为:
, --右旋
(2.4)
, --左旋
图2-2 右旋极化波
2.3椭圆极化波:E的端点随时间变化的轨迹为椭圆的极化波。
(1)条件:E的x分量和y分量的振幅不相同、相位差:
(2)特征: ,消去t有:
,故 (2.5)
,左旋
(2.5)式为椭圆方程,有 ,右旋
图2-3 右旋椭圆极化
3. 极化波之间的合成
3.1 线极化波:
(1)两个极化方向垂直、相位相差0或π的线极化波合成线极化波:
, 或 。符合线极化波的条件,故合成波为线极化波。
(2)两个极化方向垂直、振幅相同、相位相差2/π的线极化波合成圆极化波:
同理,两线极化波的E同情况(1),且 , 。符合圆极化波条件,故合成圆极化波。
(3)两个极化方向垂直、振幅不同、相位相差属于(-π,π)的线极化波合成椭圆极化波:
同理, ,振幅相位条件皆符合椭圆极化波条件,故合成椭圆极化波。
同理,任意线极化波、圆极化波、椭圆极化波也可分解为两个正交的线极化波。
3.2 圆极化波:
(1)两个旋向相反、振幅相同的圆极化波合成线极化波:
(3.1)
式(3.1)右端为线极化波,故得证。
(2)两个反向圆极化波合成椭圆极化波:
设右旋圆极化波为 ,左旋圆极化波为 ,它们合成的x分量和y分量分别为:
(3.2)
式(3.2)是椭圆参数方程,消去wt后可得 ,其中a,b,c是 的函数。故得证。
4. 极化波之间的分解
4.1 线极化波:
一个线极化波可以分解为两个振幅相等旋向相反的圆极化波:
设线极化波与y轴夹角为ωt, ,由欧拉公式得
(4.1)
式(4.1)中第一项为左旋圆极化波,第二项为右旋圆极化波。故得证。
4.2 圆极化波:
一个圆极化波可以分解为两个正交等幅的线极化波:
设圆极化波的表达式为
(4.2)
式(4.2)中第一、四项为相位差为π的线极化波,第二、三项为相位差为0的线极化波,且两线极化波正交。故得证。
4.3 椭圆极化波:
一个椭圆极化波可分解为两个旋向相反但振幅不同的圆极化波:
设椭圆极化波为 ,令:
(1)当A=B, 同时满足时,有 ,此时 为左旋圆极化波, 为右旋圆极化波,且幅度不相等。
(2)当A=B, 时,有 且 此时 为左旋圆极化波,
仍为右旋极化波,且幅度不等。故得证。
5. 结论
1.根据电场强度E的x分量与y分量的振幅、相位差可以判定电磁波极化类型。
如表5-1所示。
表5-1 极化波相位振幅关系
类型
线极化波
圆极化波
椭圆极化波
振幅
未必相等
不相等
φy-φx
π或0
π/2
(-π,0),(0,π)
2.三种极化波之间时可以相互分解,根据相位的不同,分解合成情况不同。但是最基本的是线极化波,因为它可以分解和合成线极化波、圆极化波和椭圆极化波,判断条件主要是相位关系。
图5-1 极化波之间的关系
参考文献
[1]. 谢处方,饶克谨. 电磁场与电磁波[M]. 北京: 高等教育出版社,2006.1
[2]. 毕德显. 电磁场理论[M]. 北京: 电子工业出版社.,1985
[3]. 伍刚,张小平. 基于电磁波极化合成与分解的研究[N]. 四川攀枝花: 攀枝花院报,617000
致 谢
首先,感谢王老师一个学期以来的辛勤讲解和耐心解惑,是我在本门课中收货颇多。
其次本论文的内容是在王进华老师的悉心指导下完成,从题目选择到课题研究,再到论文的撰写,每一步都有王老师的细心指导,这使我在撰写论文方面都有很大提高。
最后,我要感谢自己在本学期中的刻苦努力与脚踏实地,让这个学期的每一节课都很有意义。
本文档为【极化波的分类与相互关系】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑,
图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。