Zur Polarisation elektromagnetischer Wellen

Die Eigenschaft, dass sich die Ausrichtung und Amplitude der elektrischen Feldstärke elektromagnetischer Wellen mit der Zeit ändert, wird in der Optik als Polarisation bezeichnet.Wenn diese Änderung ein bestimmtes Gesetz hat, wird sie polarisierte elektromagnetische Welle genannt.

(im Folgenden als polarisierte Welle bezeichnet)

7 wichtige Punkte, die Sie über die „Polarisation elektromagnetischer Wellen“ wissen sollten:

1. Die Polarisation elektromagnetischer Wellen bezieht sich auf die Eigenschaft, dass sich die Ausrichtung und Amplitude der elektrischen Feldstärke elektromagnetischer Wellen mit der Zeit ändert, was in der Optik als Polarisation bezeichnet wird.Wenn diese Änderung ein bestimmtes Gesetz hat, wird sie als polarisierte elektromagnetische Welle (im Folgenden als polarisierte Welle bezeichnet) bezeichnet.Wenn die elektrische Feldstärke einer polarisierten elektromagnetischen Welle immer in einer (Quer-)Ebene senkrecht zur Ausbreitungsrichtung ausgerichtet ist und sich der Endpunkt ihres elektrischen Feldvektors entlang einer geschlossenen Bahn bewegt, wird diese polarisierte elektromagnetische Welle als eben polarisierte Welle bezeichnet.Die sagittale Flugbahn des elektrischen Feldes wird Polarisationskurve genannt, und die Polarisationswelle wird nach der Form der Polarisationskurve benannt.

2. 2. Für eine in der Ebene einer einzelnen Frequenz polarisierte Welle ist die Polarisationskurve eine Ellipse (Polarisationsellipse genannt), daher wird sie als elliptisch polarisierte Welle bezeichnet.Wenn die Rotationsrichtung des elektrischen Feldvektors aus der Ausbreitungsrichtung im Uhrzeigersinn verläuft, was dem Rechtshelixgesetz entspricht, spricht man von einer rechtshändig polarisierten Welle.Wenn die Drehrichtung gegen den Uhrzeigersinn verläuft und dem Gesetz der Linkshelix entspricht, spricht man von einer linkshändig polarisierten Welle.Gemäß den geometrischen Parametern der Polarisationsellipse (siehe geometrische Parameter der Polarisationsellipse) kann die elliptische Polarisationswelle quantitativ beschrieben werden, dh das Achsenverhältnis (das Verhältnis der langen Achse zur kurzen Achse) und die Polarisation Richtungswinkel (der schräge Winkel der Längsachse) und die Drehrichtung (Rechts- oder Linksdrehung).Eine elliptisch polarisierte Welle mit einem Achsenverhältnis von 1 wird als zirkular polarisierte Welle bezeichnet, und ihre Polarisationskurve ist ein Kreis, der auch in rechtshändige oder linkshändige Richtungen unterteilt werden kann.Zu diesem Zeitpunkt ist der Polarisationsrichtungswinkel ungewiss und der schräge Winkel der anfänglichen Ausrichtung des elektrischen Feldvektors wird ersetzt.Die elliptische Polarisationswelle, deren Achsenverhältnis gegen Unendlich geht, wird als lineare Polarisationswelle bezeichnet.Die Orientierung seines elektrischen Feldvektors liegt immer auf einer Geraden, und der schräge Winkel dieser Geraden ist die Polarisationsrichtung.Zu diesem Zeitpunkt verliert die Drehrichtung ihre Bedeutung und wird durch die Anfangsphase der elektrischen Feldstärke ersetzt.

3. Jede elliptische Polarisationswelle kann in die Summe einer rechtsdrehenden zirkularen Polarisationswelle (dargestellt durch Fußmarkierung R) und einer linksdrehenden zirkularen Polarisationswelle (dargestellt durch Fußmarkierung L) zerlegt werden.Wenn die linear polarisierte Welle in zwei zirkular polarisierte Wellen mit entgegengesetzter Drehrichtung zerlegt wird, sind ihre Amplituden gleich und ihre anfängliche Ausrichtung ist symmetrisch zu der der linear polarisierten Welle.

4. Jede elliptische Polarisationswelle kann auch in die Summe zweier linear polarisierter Wellen mit orthogonaler Ausrichtung zerlegt werden.Im Allgemeinen ist eine der linear polarisierten Wellen in der horizontalen Ebene (und senkrecht zur Ausbreitungsrichtung) ausgerichtet und wird als horizontal polarisierte Welle bezeichnet (dargestellt durch die Fußmarkierung h);Die Ausrichtung der anderen linear polarisierten Welle ist gleichzeitig senkrecht zur Ausrichtung und Ausbreitungsrichtung der oben genannten horizontal polarisierten Welle, die als vertikal polarisierte Welle bezeichnet wird (dargestellt durch die Fußmarkierung V) (der elektrische Feldvektor der vertikal polarisierten Welle ist ausgerichtet). entlang der Lotlinie nur dann, wenn die Ausbreitungsrichtung in der horizontalen Ebene liegt).Die elektrischen Feldvektoren der beiden linear polarisierten Wellenkomponenten haben unterschiedliche Amplitudensummen und unterschiedliche Anfangsphasensummen.

5. Die gleiche elliptische Polarisationswelle kann nicht nur durch die geometrischen Parameter der Polarisationsellipse, sondern auch durch die Parameter zwischen zwei gegenläufigen zirkularen Polarisationskomponenten oder zwei orthogonalen linearen Polarisationskomponenten quantitativ beschrieben werden.Bei der Polarisationskreiskarte handelt es sich im Wesentlichen um die Projektion von Isolinien verschiedener Polarisationsparameter auf die sphärische Oberfläche auf die Äquatorialebene.Die elektromagnetische Wellen sendende und empfangende Antenne verfügt über bestimmte Polarisationseigenschaften, die bei Verwendung als Sendeantenne nach der Polarisation elektromagnetischer Wellen in der stärksten Strahlungsrichtung benannt werden können.

6. Um eine maximale Leistungsübertragung zwischen Sende- und Empfangsantennen zu erreichen, sollten im Allgemeinen Sende- und Empfangsantennen mit den gleichen Polarisationseigenschaften verwendet werden.Diese Konfigurationsbedingung wird Polarisationsanpassung genannt.Um die Induktion einer bestimmten Polarisationswelle zu vermeiden, wird manchmal einAntennemit orthogonalen Polarisationseigenschaften wird verwendet, beispielsweise eine Antenne mit vertikaler Polarisation, die orthogonal zu einer horizontalen Polarisationswelle ist;Die rechtsdrehend zirkular polarisierte Antenne ist orthogonal zur linksdrehend zirkular polarisierten Welle.Dieser Konfigurationszustand wird Polarisationsisolation genannt.

7. Die Potentialtrennung zwischen zwei zueinander orthogonalen Polarisationswellen kann auf verschiedene duale Polarisationssysteme angewendet werden.Verwenden Sie beispielsweise eine einzelne Antenne mit doppelter Polarisationsfunktion, um eine Zweikanalübertragung oder einen Transceiver-Duplex zu realisieren.Zwei separate orthogonale Polarisationsantennen werden verwendet, um den Polarisations-Diversity-Empfang oder die stereoskopische Beobachtung (z. B. Stereofilm) zu realisieren.Darüber hinaus kann die Polarisationseigenschaft gestreuter Wellen in Informationserkennungssystemen wie Fernerkundung und Radarzielerkennung neben Amplituden- und Phaseninformationen auch zusätzliche Informationen liefern.

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