电磁波和射频的区别(射频知识介绍电磁波极化)

在各种情况下,极化具有许多不同的含义。因此,很难找到简单且描述得很好的讲解(尝试在百度中中对“极化”进行搜索,看看是否有帮助)。对我而言,我认为来自维基百科的以下一句话听起来很简单,但是也令人难以理解。

天线的极化是指无线电波的电场(E平面)相对于地球表面的方向

维基百科显示了一些非常直观的动画。但是,在许多情况下,尤其是在学习曲线的早期,动画会欺骗您以为您理解了它(但实际上并非如此),主要是因为动画没有给您的大脑足够的时间来思考这个概念。但是,动画将有助于在学习的早期阶段触发您脑海中的各种问题,并有助于在学习到了足够的知识之后确认您的理解。

所以我个人的方法是

i)如果可用,请搜索并查看一些简短的视频剪辑和动画..有您自己的问题。

ii)搜索带有静态图像或图形/图表的各种书面描述,并花费足够的时间让您理解或至少熟悉

iii)回到步骤i)的动画,此时动画看起来就会非常不同

步骤ii)中书面说明的问题之一是那些材料往往只会为您提供少量图像,图表/图形,而不会提供如此多样的图像/图表。我的笔记也只是步骤ii)的一个示例。此页面不足以全面了解您。但是,我希望这里的注释至少能使您有所了解,并帮助您更好地理解,您可能会进一步搜索的其他材料。

假设您有两个偶极子天线,分别标记为V(蓝色)和H(绿色)。 V(蓝色)的电场像蓝色正弦图一样振荡。振荡方向与坐标系的垂直轴对齐,我们可以说“蓝波是垂直极化的”。 H(蓝色)的电场像绿色正弦曲线一样振荡。振荡方向与坐标系的水平轴对齐,我们可以说“蓝波是水平极化的”。

但是,如果您站在远离这两个天线的位置并且感觉到辐射场,则会感觉到两个极化的能量之和,并且会感觉到波以红色正弦图的新模式极化。

如果您观察到投影到V和H平面上的红色区域中的求和场,则会看到一条轨迹,如右侧图中所示。

此页面的主要目的是此页面的图案(轨迹)是根据V和H波的各种参数来查看求和波(左侧的红色曲线)和右侧的图式。

电磁波和射频的区别(射频知识介绍电磁波极化)(1)

极化现象的图示

极化的数学表示

上面显示的插图可以用下面的数学公式表示。 红色曲线由Ep表示,绿色曲线由右侧的第一项表示。 蓝色曲线由右侧的第二项表示。

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极化的数学表示

线性极化

在本节中,我将向您展示V,H传播和求和波的几个示例。 这些示例中的每个示例都将通过应用不同的参数值集进行绘制。 但是您会注意到,所有这些示例在右侧显示的轨迹(均化模式)均为直线(即线性)。 即,本节所有示例中的求和波具有线性极化。

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线性极化1

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线性极化2

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线性极化3

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线性极化4

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线性极化5

现在,假设H和V波的振幅不同。 您仍然可以看到,由于V和H的相位仍然相同,所以总和波显示出线性极化。 但是极化的角度会改变。

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极化角度的变化

在极端情况下,让我们设置H波的幅度(即关闭H波)。 然后,您会看到相加后的波叠加(重叠)到V波上。

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极端的极化现象1

作为另一个极端情况,让我们设置V波的幅度(即关闭V波)。 然后,您会看到相加的波叠加(重叠)到H波上。

电磁波和射频的区别(射频知识介绍电磁波极化)(10)

极端的极化现象2

圆极化

现在,让我们尝试将H和V之间的相位差设置为pi / 2(90度),并观察总波(红色)和偏振模式如何变化。 结果如下图所示。 正如您在右侧的轨迹上看到的那样,是完美的圆。 这种极化方式称为圆极化。

电磁波和射频的区别(射频知识介绍电磁波极化)(11)

圆极化

椭圆极化

现在,让我们尝试将H和V之间的相位差设置为除pi / 2以外的某个值,并观察相加的波(红色)和偏振模式如何变化。 结果如下图所示。 正如您在右侧的轨迹上看到的那样,它是椭圆形的。 这种极化方式称为椭圆极化。

电磁波和射频的区别(射频知识介绍电磁波极化)(12)

椭圆极化

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