所有的電磁波都有極化特性。

電磁波的極化，肉眼并不可見。更多是理論上的分析，但是，借助了天線，就有了實(shí)在的存在形式。

本文先介紹電磁波的極化，下一文介紹天線的極化，其實(shí)兩者的聯(lián)系非常緊密，不能完全分割。

本文介紹了電磁波的線極化、圓極化、橢圓極化概念。

1.平面波的極化

極化是天線的基本特征之一。我們首先需要了解平面波的極化。然后，下一章，我們討論天線極化的主要類型。

平面波的極化：在一個(gè)固定點(diǎn)處瞬時(shí)電場(chǎng)的軌跡圖，是描述天線輻射電磁波矢量空間指向的參數(shù)。

雷達(dá)和無線通信中，電磁波最常見的極化方式有：

（1）線極化(垂直/水平)

（2）圓極化(左旋/右旋)

（3）橢圓極化(左旋/右旋)。

天線在給定方向處的極化定義，為天線在那個(gè)方向上所輻射的波的極化。

橢圓極化是最廣泛的極化形式。

圓極化是橢圓極化的特殊形式。

線極化是圓極化的特殊形式。

1.1 線性極化

我們從了解平面電磁波的極化開始。

平面電磁（EM）波有幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）電場(chǎng)和磁場(chǎng)垂直彼此相互正交。

（2）電場(chǎng)和磁場(chǎng)垂直于平面波傳播的方向。

天線在遠(yuǎn)場(chǎng)條件下輻射的都是橫電磁波，電場(chǎng)矢量的方向和磁場(chǎng)垂直，且同時(shí)垂直于傳播方向。于是，無線電波在空間傳播時(shí)，其電場(chǎng)方向是按一定的規(guī)律而變化的，這種現(xiàn)象稱為無線電波的極化。

作為一個(gè)例子，考慮單頻電場(chǎng)（E場(chǎng)）由方程（1）。

電磁場(chǎng)是在+z方向傳播。以水平向右為z軸。

電場(chǎng)在+x方向的傳播。

磁場(chǎng)是在+y方向傳播。

?

在方程（1），觀察符號(hào)：x這是一個(gè)單位向量（一個(gè)長度的向量），在x方向的電場(chǎng)點(diǎn)。平面波在圖1說明。

作為一個(gè)例子， 考慮平面波方程（1）電場(chǎng)。

我們將觀察的位置在電場(chǎng)（X，Y，Z）=（0,0,0）作為時(shí)間的函數(shù)。這一領(lǐng)域的振幅繪制在圖2中，在時(shí)間軸的幾個(gè)實(shí)例。是振蕩頻率的“F”。

?

電場(chǎng)在0點(diǎn)來回幅度振蕩。電場(chǎng)始終沿著指向X軸。由于電場(chǎng)沿單向保持，可以說是這一區(qū)域線性極化。此外，如果X軸與地面平行， 這一領(lǐng)域也被描述為水平極化。如果該字段是面向沿Y軸， 這一波可以說是垂直極化。

線性極化波不需要沿水平或垂直軸導(dǎo)向。例如，也將與約束行沿線，如圖3所示的電場(chǎng)波線性極化。

圖3中的電場(chǎng)可以由式（2）描述?，F(xiàn)在有一個(gè)電場(chǎng) x和y分量。這兩個(gè)元素是大小相等。

有一點(diǎn)要注意的方程（2）的X-Y元素在第二階段。這意味著，這兩個(gè)元素在任何時(shí)候都有相同幅度。

1.2 圓極化

現(xiàn)在假設(shè) 平面波的電場(chǎng)是由方程（3）:

在這種情況下，X-和Y是90度的相位。如果觀察（X，Y，Z）=（0,0,0）再像以前那樣，電場(chǎng)隨時(shí)間變化的曲線將出現(xiàn)如下圖所示 在圖4。

圖4 電場(chǎng)強(qiáng)度（X，Y，Z）=（0,0,0）EQ域 （3）

圖4中的電場(chǎng)旋轉(zhuǎn)了一圈。這種類型的字段被描述為一個(gè)圓極化波。為圓極化，下列標(biāo)準(zhǔn)必須滿足：

如圖4，電磁波在屏幕上行駛，向外旋轉(zhuǎn)被說成是反時(shí)針方向和右手圓極化（RHCP）。如果字段是在順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，將屬于左手圓極化（LHCP）。

1.3橢圓極化

如果電場(chǎng)有兩個(gè)垂直分量，相差90度，大小相等，就退化為圓極化?？紤]平面波的電場(chǎng)在+ z方向行駛，描述 方程（4）：

電場(chǎng)矢量的點(diǎn)軌跡是在圖5中給出。

圖5中的領(lǐng)域，在反時(shí)針方向傳播，為右手橢圓極化。如果電場(chǎng)矢量旋轉(zhuǎn)在相反的方向，是左手橢圓偏振。

此外，橢圓偏振是指其偏心。

偏心率的比率主要和次要軸的幅度。

例如，波偏心方程（4）為1/0.3= 3.33。

橢圓極化波是進(jìn)一步描述長軸的方向。波方程（4）有一個(gè)主要是X軸的軸。需要注意的是，長軸可以在任何平面的角度。角度并不需要，以配合 X，Y或Z軸。

最后，需要注意的是圓極化和線極化都是特殊情況下的橢圓偏振。

1.0偏心橢圓偏振波是一個(gè)圓極化波。

無限的偏心率的橢圓偏振波線性極化波。

在下一節(jié)，我們將使用平面波極化知識(shí)的特點(diǎn)和理解天線。

后記：本文也不是原創(chuàng)，但也不是完全的復(fù)制，從網(wǎng)絡(luò)上學(xué)習(xí)了很多資料，學(xué)習(xí)整理而成。如果有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系刪除。