均匀平面电磁波的极化及基于

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1、浙江理工大学学报!社会科学版"#第!"卷#第#期#"$%&年%$月'()*+,-(./0123,+4563781609+3:1*;3<=!5(63,-5631+61;">(-?!"#@(?##A6

2、的成因#并基于电磁分析软件`K55!0340.*1U)1+6=;3R)-,<(*;<*)6<)*1"#呈现了线极化及圆极化波增益图形曲线&课堂中引入仿真图形及数据#增加学生的感性认识及兴趣#使得教学效果得到改善&关键词!平面电磁波(极化(反射损耗(轴比(左旋圆极化(右旋圆极化(课堂展示中图分类号!I&"$!!!文献标志码!L式"%#中:""$具有与求解机械振动类似的表e1'2引!言达$故认为式"%#具有类似机械波的解$称为电磁波'电磁波的极化是电磁波中的一个重要的概念$假设电磁波沿K方向传播$且为横波$则电场]D具是电磁波中与频率&振幅和相位并列的四大要

3、素之有如下的表达!一$在通信&雷达信号检测&目标识别和抗干扰等方]De512^]D^g512]D"512^]D)^g512]D)Y#5BP:KeYYeY+%7",面具有重要的应用价值'首先$从复数形式的麦"512^D^Q5P)^g512P)Y#5BP:K""#YDYQ5克斯韦方程组出发$给出简化的无源自由空间的波式""#中D^Q$DYQ分别表示电场沿^$Y方向各分量动解%其次$简化波动解并简单分析平面电磁波极化的振幅$)^$)Y表示电场沿^$Y方向的初相位$对应的成因%最后$借助`K55"0340.*1U)1+6=;3R)-,<(*时域表达式为!;<*)

4、6<)*1#电磁仿真系统$利用图形曲线展示电磁波21De512^D^Q6(;"1-B:Kg^#g512"1-B:Kg#)YDYQ6(;)Y的极化状态$可形象生动&直观快捷$直接体现各种"!#因素对极化状态的影响$从而有效地加深对该问题21式"!#中蕴含$其一$对同一观察点K$电场矢量D在+!7&,的理解'512^$512方向的分量D^Q6(;"1-B:Kg^#$D"1-BY)YQ6(;一$电磁波极化的成因21:Kg)Y#随时间-向后延续发生变化$导致合成D的一切的电磁问题均可归结为麦克斯韦方程组的解$在均匀无界&无源的自由空间中$整理麦克斯韦终端也随时间

5、-发生变化$将合成21D的终端在^)Y**平面投影会形成一定的轨迹%其二$对同一时间-$方程组的复数形式$得D$"满足!电场矢量21D在512^$512方向的分量D^Q6(;"1-B:Kg**Y""+/Dg:De$)^#$DYQ6(;"1-B:Kg)Y#随空间位置K也发生变0**"%#,/""g:""e$化$导致合成21D的终端也随K发生变化$将合成21D的收稿日期!"$%&B$!B%%基金项目!国家自然科学基金"%%$&QHH7L#%浙江省教育厅项目"%!$!Q$QH7K#作者简介!杨俊秀"%GFQB#$女$河南开封人$硕士研究生$主要从事电磁场理论及

6、射射频通信等方面的研究'通信作者!赵文来$X7R,3-!]0M-,3"%"Q?6(R&&Q!!!!!!!!浙!江!理!工!大!学!学!报"社会科学版#"$%&年!第!"卷终端在^(=平面投影也会形成一定的轨迹$此轨迹高教学效果'即称为极化$一般定义为电磁波传播空间的某点处二$基于5FQQ的极化状态展示电场强度矢量D的末端随时间变化的轨迹$也称为偏振'电磁波极化理论表明$线极化波可分解为右旋&对电场矢量21D$设D^eD^Q6(;"1-B:Kg)^#$DY左旋圆极化波的叠加$下面基于`K55$通过仿真曲eDYQ6(;"1-B:Kg)Y#$则21De5121

7、2'设Ke线验证'设系统输入端口为%$由于天线与传输线^D^g5YDY$$则!特征阻抗不匹配会造成加到传输线的功率不能全部D^被天线吸收$5"%$%#即表征了系统入射端口的损!e6(;"1-g)^#e6(;1-6(;)^B;3+1-;3+)^"&#D^Q耗$也称为反射损耗或回波损耗$分贝表示为NS"5DY!e6(;"1-g)Y#e6(;1-6(;)YB;3+1-;3+)Y"##"%$%##e"$%45"%$%#$设计了某一线极化微带天DYQ线$谐振频率为"?&#I`]$回波损耗NS"5"%$%##随式"&#两边同乘6(;$然后减去式"##两边同乘)Y频率

8、的变化曲线如图%所示'6(;)^得!D^DY6(;)YB6(;)^eD^QDYQ