实验三 电磁波的极化.ppt

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1、二、实验原理实验三电磁波的极化一、实验目的1、学习了解极化波的产生及其特点。2、研究自制的电磁波感应器的极化特性，加深对电磁波极化特性的理解。1、极化的定义:指空间某固定位置处场矢量(电场、磁场)随时间变化的特性2、极化类型:（1）直线极化合成波电场大小随时间变化，但矢端轨迹与x轴夹角不变。直线极化的平面波xy若E的变化轨迹在轴上，称为轴取向的线极化波。若E的变化轨迹在轴上，称为轴取向的线极化波。（3）椭圆极化电场强度矢量端点的轨迹是一个椭圆。椭圆极化的平面波xy（2）圆极化电场强度矢量端点的轨迹是一个圆。电场矢量终端运动方向与电磁波传播方向满足右手螺旋关系——右旋圆极化波。

2、电场矢量终端运动方向与电磁波传播方向满足左手螺旋关系——左旋圆极化波。圆极化的平面波xy椭圆极化与圆极化类同，分右旋极化和左旋极化。三、实验内容天线形式距离（cm）水平垂直45度天线1天线2天线3移动感应器位置，观察在不同形式的接收天线情况下灯泡达到同等亮度时与发射天线的距离，总结电磁波不同极化收发的规律。电磁波的极化◇极化的描述：用电场强度E矢量末端随时间变化的轨迹来描述波的极化。（磁场的变化情况完全类似）、极化的定义◇波的极化：指空间某固定位置处场矢量(电场、磁场)随时间变化的特性。二、极化类型由电磁波电场场量两个正交分量间的幅度和相位关系，可以判断波的极化方式。一般情况

3、下，沿+z方向传播的均匀平面波，和分量都存在，且其振幅和相位不一定相等。直线极化的平面波xy合成后（1）直线极化取z=0合成波电场大小随时间变化，但矢端轨迹与x轴夹角不变。或电场仅在一个方向振动，即电场强度矢量端点的轨迹是一条直线。若E的变化轨迹在轴上，称为轴取向的线极化波。若E的变化轨迹在轴上，称为轴取向的线极化波。圆极化的平面波xy合成后（2）圆极化令得合成波电场大小不变，但矢端轨迹与x轴夹角随时间变化。（若以右手的四指随E的矢端运动，则姆指就指出了波的传播方向）当电场矢量终端运动方向与电磁波传播方向满足右手螺旋关系——右旋圆极化波。可判断出电场强度矢量端点的轨迹是一个圆

4、。可判断出电场矢量终端运动方向与电磁波传播方向满足左手螺旋关系——左旋圆极化波。当说明：上述结论适用于沿+Z方向传播的均匀平面波。（3）椭圆极化若和振幅、相位都不相同，则合成波为椭圆极化波。令得上二式中消去t得可以证明，椭圆的长轴与轴的夹角为椭圆极化的平面波xy电场强度矢量端点的轨迹是一个椭圆。椭圆极化与圆极化类同，分右旋极化和左旋极化。◇当时，椭圆极化→圆极化。◇当时，椭圆极化→直线极化。椭圆、圆与直线极化的关系椭圆极化的平面波xy三种极化方式的关系电磁波的极化方式由辐射源（即天线）的性质决定。椭圆极化是极化的一般状态，线极化、圆极化是特殊状态将用极坐标画出来元天线方向图z

5、yyxE面方向图场强为零，场强最大H面方向图场强的大小与无关