均匀平面波的极化方式_任意方向传播的均匀平面波的极化方式识别.docx

任意方向传播的均匀平面波的极化方式识别.docx

学习报告四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】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。【关键词】均匀平面波极化矢量分析【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Z轴，则可以用相同的讨论方法确定波的极化方式。【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。𝐸𝑒𝑥𝐸𝑚𝑐𝑜𝑠⁡𝜔𝑡‒𝑘𝑧𝜑在任何时刻，此波的电池强度矢量的方向始终保持在X方向。一般情况下，𝐸沿Z方向传播的均匀平面波的分量都存在，可表示为𝐸𝑥和𝐸𝑦1𝐸𝑥𝐸𝑥𝑚COS𝜔𝑡‒𝑘𝑧𝜑𝑥2𝐸𝑦𝐸𝑦𝑚𝑐𝑜𝑠⁡𝜔𝑡‒𝑘𝑧𝜑𝑦合成波电场。由于分量的振幅和相位不一定相同，𝐸𝑒𝑥𝐸𝑥𝑒𝑦𝐸𝑦𝐸𝑥和𝐸𝑦因此，在空间任意给定点上，合成波电场强度矢量的大小和方向都可能会𝐸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。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，矢端参数方程为在极坐标系下极化的状态波都沿Z方向传播，则有线极化∆𝜑0𝑜𝑟±𝜋左旋极化0022MMCOSINYXYXEJJT,REECOSECSKRXMMEXYYZMEZERTETKRTKR，合成波不旋转，为线极化；𝑘∙𝐸𝑚𝑟𝐸𝑚𝑖0，则为左旋极化。𝑘∙𝐸𝑚𝑟𝐸𝑚𝑖0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{|𝐸𝑚𝑟||𝐸𝑚𝑖|𝐸𝑚𝑟∙𝐸𝑚𝑖0 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，对思维和基础知识要求较高，完成过程中遇到很多困难，许多地方似懂非懂，解决得不够彻底，今后还将完善。【参考文献】电磁场与电磁波谢处方，饶克谨复变函数论钟玉泉