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1、学习报告四令狐采学 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，令狐采学创作将传播
2、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 h|拧小。在任何时刻，此波的电池强度矢量卜的方向始终保持在 x 方向。一般情况下，沿 z 方向传播的 均匀平面波的：.,分量都存在，可表示为：”、.一I /讣：；(1):匕|.；:1/ - I.,：(2)合成波电场hcvl：. o由于：；I：,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 度矢量卜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，电场强度的矢端随时间变化的 轨迹。矢端的时间变化规律
3、，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：A. |. I:线极化Ij : A : l:左旋极化i =卩右旋极化3. 线极化波。条件：二八 I则矢端参数方程简化为:合成波电场与X轴的夹角为：IN丄任何两个同频率、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n时，其合成波为线极化 波。4. 圆极化波。条件：】.一：一 ：. 一匚厶卩一.矢端方程：叽U1.-川；-.为左旋极化波-4;-为右旋极化波任何两个同频率、同传播方向且极化方
4、向互相垂直的线 极化波，当它们的振幅相同、相位差为土n/ 2时，其合成 波为圆极化波。5. 椭圆极化波。即在 X，y 方向上，电场振幅和相位都不等的情况。6. 推广到任意方向。任意方向传播的均匀平面波，可表示为：设其中 订-I畑Um为复振幅矢量，卜ml Ui分别为其实部和令狐采学创作令狐采学创作虚部，且均为实矢量；計 为传播因子。根据电场的表达式，首先求出f 然后就可以根据I卜m ” 1怙的符号来判断旋向。1疋山7,合成波为右旋极化；1%：i，合成波不旋转，为线极化；k，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
