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

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。

极化现象的图示

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。

极化的数学表示

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。

线性极化1

线性极化2

线性极化3

线性极化4

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。

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。

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。

极端的极化现象2

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。

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。

椭圆极化