
【电】 plane-polarized wave
flat; plane; surface
【医】 flat; plane; planum
【化】 polarization
【医】 polarization; polarize
wave
【化】 wave
【医】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave
平面极化波(Plane Polarized Wave)是电磁波的一种极化形式,指电场矢量在传播过程中始终在单一平面内振动的电磁波。其核心特征为电场方向保持固定,且振动轨迹为直线,因此也称为线极化波(Linearly Polarized Wave)。以下从电磁理论与工程应用角度分述:
电场定向性
平面极化波的电场矢量 (mathbf{E}) 在垂直于传播方向的平面上沿固定直线振荡,数学表达为:
$$ mathbf{E}(z,t) = mathbf{hat{x}} E_0 cos(omega t - kz) $$
其中 (mathbf{hat{x}}) 为极化方向单位矢量,(E_0) 为振幅,(k) 为波数。磁场矢量 (mathbf{H}) 与电场垂直,满足右手定则。
极化面
电场振动方向与传播方向构成的平面称为极化平面(如电场沿x轴、波沿z轴传播时,xz平面为极化面)。
产生机制
由两个振幅相等、相位差为0°或180°的垂直分量(如水平与垂直极化)叠加形成。例如:
合成电场 (mathbf{E} = mathbf{hat{x}} E_h + mathbf{hat{y}} E_v) 的方向固定于 (tan^{-1}(E_v/E_h)) 角度。
极化角
极化方向与参考轴(如水平轴)的夹角 (theta) 由分量振幅比决定:(theta = tan^{-1}(E_v / E_h))。
通信系统
天线设计需匹配极化方式以减少损耗(如卫星通信要求收发天线极化对齐)。极化复用技术可在同一频段传输两路独立信号。
光学与显示技术
液晶显示器(LCD)利用偏振片过滤特定极化方向的光线控制亮度。偏振太阳镜通过阻挡水平极化光减少水面/路面眩光。
雷达探测
目标对不同极化波的散射特性差异可用于识别材料属性(如金属与植被的极化响应区别)。
权威参考来源:
- IEEE Transactions on Antennas and Propagation(天线与传播领域期刊)
- Hecht, E. Optics(光学经典教材,Pearson出版)
- Ulaby, F.T. Microwave Radar and Radiometric Remote Sensing(微波遥感专著)
平面极化波是电磁波的一种极化形式,其电场矢量始终在垂直于传播方向的平面(横平面)内变化,且矢端轨迹形成闭合曲线。以下是详细解释:
基本定义
平面极化波指电磁波传播时,电场强度矢量$mathbf{E}$的振动方向被限制在固定的横平面内,其末端随时间沿特定轨迹周期性移动。这种极化特性是电磁波偏振现象的表现,常见于天线辐射、光波传输等领域。
主要类型
应用与观测
平面极化波在通信、雷达和光学中具有重要应用。例如,圆极化波可减少多径干扰,线极化波常用于电视信号传输。观测时,固定位置接收到的圆极化波会呈现螺旋状轨迹(见图2)。
如需进一步了解极化波的MATLAB仿真实现或具体实验设置,可参考相关文献或工程文档。
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