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高压放大器应用领域分享:关于电磁波的极化,看这篇文章就够了!

作者:Aigtek 阅读数:0 发布时间:2023-10-08 13:52:47

  谈到电磁波,除了频率和幅度之外,还有一个比较重要的方面就是:极化。极化,就是指波振动的平面,电磁波的传播是由相互垂直的电场和磁场产生的。因此存在电场和磁场两个相互垂直的振荡平面,所以呢,我们定义电场的振荡平面为电磁波的极化:即空间固定点,电场E随时间变化的方式。今天Aigtek安泰电子就给大家分享一下关于电磁波极化的那些事。

  按照电场E的变化方式,可以将平面电磁波的极化分为三种:线极化,圆极化和椭圆极化。

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  对于一个沿着z方向传播的平面电磁波,电场E可以分解为Ex和Ey两个分量。

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  那么电场E的瞬时方程就是:

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  电场E的两个分量分别是:

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  消除上面公式中的(wt-kz),即可得到这两个分量之间满足的关系:

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  上面这个方程,就是任意位置z处的电场E的轨迹方程。对于不同的Ex0,Ey0和φ的值,电场E有不同的极化方式。

  我们先来看两种比较特殊的Ex0,Ey0和φ的值

  1,当φ=0°或者±180°时,

  电场的轨迹方程可以简化为:

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  也就是:

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  这个是一个直线方程,+对应着φ=0°,-对应着φ=±180°。这个直线的斜率就是

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  如下图所示,

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  线极化,也是移动通信中最常用的极化方式。根据线极化方向与水平面的关系,线极化波又分为水平极化波和垂直极化波和±45°极化波。

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  2,当φ=±90°,Ex0=Ey0时,电场E的轨迹方程可以简化为:

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  这就是一个标准的半径为E0的圆。电场E的尾端就在任意z的位置画圆圈了。

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  如果φ=90°,即Ey的相位落后于Ex90°,电场E的尾端轨迹画出来的圆圈满足右手螺旋关系,我们称之为右旋圆极化,反之,则成为左旋圆极化。分享一个简单的判断方法:伸出你的右手,四指同大拇指垂直,右手四指从相位超前的分量旋转至相位落后的分量,如果电磁波的传播方向为右手拇指的指向,那么就是右旋圆极化波,反之,则为左旋圆极化波。

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  一个圆极化波可以分解为两个相位相差90°,幅度相等,空间上正交的两个线极化波,同理,两个相位相差90°,幅度相等,空间正交的线极化波也可以合成一个圆极化波。

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  3,当φ为任意值时,电场E的尾端轨迹方程就是一个椭圆方程,称之为椭圆极化,椭圆极化根据旋转方向的不同,也分为右旋椭圆极化和左旋椭圆极化。

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  椭圆极化波作为电磁波极化的最普遍形式,既可以分解为两个空间上正交的线极化波,也可以分解成两个旋向相反的圆极化波。

  那么,天线的极化方式,也就是它所能发射或者接收的电磁波的极化方式,即可分为线极化天线,圆极化天线和椭圆极化天线,如下图所示。

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原文链接:https://www.aigtek.com/news/2807.html
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