文档介绍：主讲:李龙 ******@. 电磁场与电磁波 FIELD FIELD AND AND WAVE WAVE ICS ICS 2 Review 电磁波的极化电磁波的极化:合成电场矢量在空间上任一固定点上随时间的变:合成电场矢量在空间上任一固定点上随时间的变化规律即为电磁波的极化( 化规律即为电磁波的极化( Polarization Polarization ) ) ??( ) y xjj jkz x xm y ym E a E a E e e ???? ??) cos( ) cos( y ym y x xm x kztEE kztEE?????????? 1. 1. 线极化线极化: : E E x x和和E E y y同相或反相,即同相或反相,即φφ x x- -φφ y y= = 0 or 0 or ππ 2. 2. 圆极化圆极化: : xm ym m E E E ? ? 2 x y ?? ?? ?? 3. 3. 椭圆极化椭圆极化: :E E xm xm和和E E ym ym及及φφ x x和和φφ y y之间为任意关系之间为任意关系?? jkz yxmejaaEE ??????3电磁波极化特性的工程应用??线极化线极化––与地面平行放置的线天线远区场强矢量是平行于地面的与地面平行放置的线天线远区场强矢量是平行于地面的线极化波,称为水平极化线极化波,称为水平极化??电视信号的发射通常采用水平极化方式电视信号的发射通常采用水平极化方式––与地面垂直放置的线天线,其远区电场强度矢量是垂直与地面垂直放置的线天线,其远区电场强度矢量是垂直于地面的垂直极化波于地面的垂直极化波??调幅电台发射的远区电磁波强度矢量是与地面垂直的垂直极化调幅电台发射的远区电磁波强度矢量是与地面垂直的垂直极化??极化匹配与交叉极化极化匹配与交叉极化––收发天线的极化方式必须相同,极化匹配; 收发天线的极化方式必须相同,极化匹配; ––垂直极化天线不应该接送到水平极化分量,但由于天线垂直极化天线不应该接送到水平极化分量,但由于天线设计的限制,而有微弱信号进入。我们把它作为交叉极设计的限制,而有微弱信号进入。我们把它作为交叉极化,它是线极化天线设计的一个指标。化,它是线极化天线设计的一个指标。 Review 4 广州塔广州塔主塔体高度主塔体高度 454m 454m ,天线高度,天线高度 156m 156m ,总高度,总高度 610m 610m 电磁波极化特性的工程应用八木天线八木天线 5 ??圆极化圆极化––很多情况下,系统必须工作在圆极化很多情况下,系统必须工作在圆极化––不同取向的线极化都可以由圆极化天线收到不同取向的线极化都可以由圆极化天线收到––卫星通信系统中,卫星上的天线和接收站的天线均采用卫星通信系统中,卫星上的天线和接收站的天线均采用圆极化工作方式。圆极化工作方式。电磁波极化特性的工程应用??轴比轴比轴比是衡量圆极化程度的一个重要指标。若椭圆极化的长、轴比是衡量圆极化程度的一个重要指标。若椭圆极化的长、短半轴分别是短半轴分别是 a a 和和b b,则轴比定义为,则轴比定义为???????b ak log 20 特别当特别当 a a = = b b时,轴比时,轴比 k k = 0 = 0 分贝( 分贝( dB dB ) ). . 6电磁波极化特性的工程应用北斗卫星导北斗卫星导航系统航系统 7电磁波极化特性的工程应用??例例1 1 证明任一线极化波总可以分解为两个振幅相等旋向相证明任一线极化波总可以分解为两个振幅相等旋向相反的圆极化波的叠加反的圆极化波的叠加??[ [证证] ] 假设线极化波沿假设线极化波沿+z +z方向传播。方向传播。不失一般性,取不失一般性,取 x x轴平行于电场强度矢量轴平行于电场强度矢量 E E,则,则 0 0 0 0 0 0 1 1 ????( ) 2 2 ????( ) ( ) 2 2 jkz jkz jkz jkz x x y y jkz jkz x y x y E z a E e a E e ja E e ja E e E E a ja e a ja e ? ? ??? ?? ???