5.2电磁波的极化
电场矢端的旋转方向与电磁波传播方向成左手螺旋 关系，称为左旋圆极化波
结论：任何两个频率相同、传播方向相同且极化
方向互相垂直的线极化波，当它们的振幅相同、相
位差为±π/ 2 时，其合成波为圆极化波。
对于沿z方向传播的均匀平面波：
2
2
当 x y 当
时， 为右旋圆极化 时， 为左旋圆极化
2 x 2 xm
2 Ey
特点：合成波电场的大小和方向都随时间改变， 其矢量端点在一个椭圆上旋转。
0 x y 右旋
x y 0 左旋
六、极化波的分解
任何一个线极化波、圆极化波或椭圆极化波可分解成 两个线极化波的叠加； 任何一个线极化波都可以表示成旋向相反、振幅相等
x y
五、椭圆极化波
1、条件：其它情况下，令 x
y
E x (0, t ) E xm cos(t x ) 由（2）式，Z=0处： E y (0, t ) E ym cos(t x )
可得到
2 Ex E y E 2 cos sin 2 E E ym Exm E ym
E x ( z, t ) E xm cos(t kz x ) E y ( z, t ) E ym cos(t kz y )
（1）
合成波的极化状态取决于Ex 和Ey 的振幅之间和相位
之间的关系。
对于z=0的点，（1）式可写为：
E x (0, t ) E xm cos(t x ) E y (0, t ) E ym cos(t y )
3、 合成波电场与+ x 轴的夹角
tan E y (0, t ) E x (0, t ) E ym E xm
arctan(
E ym E xm
)
常数
4、合成波的特点：合成波电场的大小随时间变化但其矢
端轨 迹与x 轴的夹角始终保持不变。
x y 0
x y π
5.2 电磁波的极化
主讲教师：马慧
一、极化的工程应用
在雷达目标探测的技术中，利用目标对电磁波散射过 程中改变极化的特性实现目标的识别 无线电技术中，利用天线发射和接收电磁波的极 化特性，实现最佳无线电信号的发射和接收。 在光学工程中利用材料对于不同极化波的传播特性设 计光学偏振片等等
二、极化的概念
2 π π （3） x 、 y , 0 4 4
2
右旋圆极化
波
线极化波
π π （4） Exm E ym , x 、 y 0, 2 2
左旋椭圆极化波
水平极化波：将电场强度平行于大地的直线极化波 称为平行极化波。如：电视广播
四、圆极化波
1、 条件： Exm E ym Em、x y π / 2
E x (0, t ) E m cos(t x ) 由（2）式，Z=0处： E y (0, t ) E m cos(t x ) E m sin( t x ) 2
( 1 ) E ex Em sin(t kz ) ey Em cos(t kz )
jkz jkz E e E e e j E e (2) x m y m π π ( 3 ) E ex Em sin(t kz ) ey Em cos(t kz ) 4 4
( 4 ) E ex Em sin(t kz ) ey 2Em cos(t kz )
解：（1） Exm
π π E ym , x 、 y 0, 2 2
左旋圆极化波
（ 2） Exm E ym , x 0、 y π , π
随时间变化，电场的矢端在一个圆上并以角速度 ω 旋转。
x y
2
y Ey o
Ex
E x
(t x )
右旋圆极化波
电场矢端的旋转方向与电磁波传播方向成右手螺旋 关系，称为右旋圆极化波
x y
2
o Ey
y Ex
(t x )
x E
左旋圆极化波
1、极化： 在电磁波传播空间中，给定点处电场的矢量端点 随时间变化的轨迹。
2、极化分类：
1）线极化：电场强度矢量端点的轨迹为一直线段， 如移动通信、电视广播 2 ）圆极化：电场强度矢量端点的轨迹为一个圆， 如雷达、导航、电视广播 3）椭圆极化：电场强度矢量端点的轨迹为一个椭圆
沿+z 方向传播的均匀平面波 E ex Ex ey E y 其中
结论：任何两个频率相同、传播方向相同且极化方向 互相垂直的线极化波，当他们的位相差为 0、±π时，其
合成波为线极化波。
当 x y 0 时，在1、3象限
当 x y 时，在2、4象限
5、垂直极化波和水平极化波：
垂直极化波：将电场强度垂直于大地的直线极化波 称为垂直极化波。如：移动通信
2、 合成波电场的模
2 E Ex2 (0, t ) E y (0, t ) Em 3、合成波电场与+ x 轴的夹角
常数
随时间变化
tan
E y (0, t ) E x (0, t )
tan( t x )
(t x )
特点：合成波电场的大小不随时间改变，但方向却
的两圆极化波的叠加； E ex Em e (ex jey ) e (ex jey ) e 2 2
任何一个椭圆极化波也可以表示成旋向相反、振幅不
等的两圆极化波的叠加。
例5.2.1 说明下列均匀平面波的极化方式。
（2）
三、线极化波
1、 条件： x y 0 或
π
E x (0, t ) E xm cos(t x ) 由（2）式，Z=0处：E (0, t ) E cos(t ) ym x y
2、 合成波电场的模
随时间变化
2 2 E Ex2 (0, t ) E y (0, t ) Ex2m E y m cos( t x )
