
【電】 plane-polarized wave
flat; plane; surface
【醫】 flat; plane; planum
【化】 polarization
【醫】 polarization; polarize
wave
【化】 wave
【醫】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave
平面極化波(Plane Polarized Wave)是電磁波的一種極化形式,指電場矢量在傳播過程中始終在單一平面内振動的電磁波。其核心特征為電場方向保持固定,且振動軌迹為直線,因此也稱為線極化波(Linearly Polarized Wave)。以下從電磁理論與工程應用角度分述:
電場定向性
平面極化波的電場矢量 (mathbf{E}) 在垂直于傳播方向的平面上沿固定直線振蕩,數學表達為:
$$ mathbf{E}(z,t) = mathbf{hat{x}} E_0 cos(omega t - kz) $$
其中 (mathbf{hat{x}}) 為極化方向單位矢量,(E_0) 為振幅,(k) 為波數。磁場矢量 (mathbf{H}) 與電場垂直,滿足右手定則。
極化面
電場振動方向與傳播方向構成的平面稱為極化平面(如電場沿x軸、波沿z軸傳播時,xz平面為極化面)。
産生機制
由兩個振幅相等、相位差為0°或180°的垂直分量(如水平與垂直極化)疊加形成。例如:
合成電場 (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。
極化角
極化方向與參考軸(如水平軸)的夾角 (theta) 由分量振幅比決定:(theta = tan^{-1}(E_v / E_h))。
通信系統
天線設計需匹配極化方式以減少損耗(如衛星通信要求收發天線極化對齊)。極化複用技術可在同一頻段傳輸兩路獨立信號。
光學與顯示技術
液晶顯示器(LCD)利用偏振片過濾特定極化方向的光線控制亮度。偏振太陽鏡通過阻擋水平極化光減少水面/路面眩光。
雷達探測
目标對不同極化波的散射特性差異可用于識别材料屬性(如金屬與植被的極化響應區别)。
權威參考來源:
- IEEE Transactions on Antennas and Propagation(天線與傳播領域期刊)
- Hecht, E. Optics(光學經典教材,Pearson出版)
- Ulaby, F.T. Microwave Radar and Radiometric Remote Sensing(微波遙感專著)
平面極化波是電磁波的一種極化形式,其電場矢量始終在垂直于傳播方向的平面(橫平面)内變化,且矢端軌迹形成閉合曲線。以下是詳細解釋:
基本定義
平面極化波指電磁波傳播時,電場強度矢量$mathbf{E}$的振動方向被限制在固定的橫平面内,其末端隨時間沿特定軌迹周期性移動。這種極化特性是電磁波偏振現象的表現,常見于天線輻射、光波傳輸等領域。
主要類型
應用與觀測
平面極化波在通信、雷達和光學中具有重要應用。例如,圓極化波可減少多徑幹擾,線極化波常用于電視信號傳輸。觀測時,固定位置接收到的圓極化波會呈現螺旋狀軌迹(見圖2)。
如需進一步了解極化波的MATLAB仿真實現或具體實驗設置,可參考相關文獻或工程文檔。
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