实验2 电磁波极化

1、一、实验目的：为了在MATLAB中实现一三象限和二四象限的 线极化波，更加直观理解线极化。为了在MATLAB实现左旋和右旋圆极化波，便于 更加直观理解圆极化。二、实验原理：（一）极化：电磁波电场强度的取向和幅值随时 间而变化的性质，在光学中称为偏振。如果这种 变化具有确定的规律，就称电磁波为极化电磁波（简称极化波）。如果极化电磁波的电场强度始 终在垂直于传播方向的（横）平面内取向，其电 场矢量的端点沿一闭合轨迹移动，则这一极化电 磁波称为平面极化波。电场的矢端轨迹称为极化 曲线，并按极化曲线的形状对极化波命名。（二）极化分类1、线极化：电场矢量在空间的取向固定不变的电 磁波叫线极化。有时以地面

2、为参数，电场矢量方 向与地面平行的叫水平极化，与地面垂直的叫垂 直极化。2、圆极化：当无线电波的极化面与大地法线面之 间的夹角从0360。周期的变化，即电场大小不 变，方向随时间变化，电场矢量末端的轨迹在垂 直于传播方向的平面上投影是一个圆时，称为圆 极化。3、椭圆极化：若无线电波极化面与大地法线面之 间的夹角从02丸周期地改变，且电场矢量末端 的轨迹在垂直于传播方向的平面上投影是一个椭 圆时，称为椭圆极化。当电场垂直分量和水平分 量的振幅和相位具有任意值时（两分量相等时例Ex = Exm*cos (w*x+w*t*le-2+Qx) ; % 计算 x方向幅值瞬时序列外），均可得到椭圆极化。一、

3、实验内容（一）线极化程序代码为： Exm = 3;%x分量幅值Eym = 3;%y分量幅值w = 10;%角频率z0 = 0;%起始位置x = 0:0. 01:3;% x轴坐标取样m0 = zeros (size(x); 相同的0序列%与X取样序列规模Qx = 0;%X分量初相角Qy = pi;Qx = 0, pi 时 figure for t=0:500%y分量初相角Qy -Ey = Eym*cos (w*x+w*t*le-2+Qy) ; % 计算 y方向幅值瞬时序列plot3 (x, mO, mO, black5 , LineWidth5,3) ; %lH| 参考轴线hold onplot

4、3 (x, mO, Ex,m , LineWidth , 1.5);% 画x轴方向分量hold on plot3 (x, Ey, mO, bLineWidth, 1. 1) :% 画y轴方向分量hold on%和向量y坐标为Y分量幅值，z坐标为X 分量幅值plot3 (x, Ey, Ex, 5 g5 / LineWidth5, 1. 2); hold off%轴的设置 xlabel (,传播方向)； ylabel (,电场 Ey); zlabel (,电场 Ex);title (平面电磁波传播示意图 ,fontsize5 , 14)set (gca, fontsize , 12) drawno

5、wend其程序运行结果仿真图如下:4 Figure 1文件(E)绍辑()查看(V)插入(1)工具CD 桌面(D)窗口(W)帮助(H)己、义5足以口国回平面电磁波传播示意图01电场Ey传播方向-50图1线极化波图(二)实现左旋和右旋圆极化1、右旋程序为：Em = 0. 1*99 + 5; % Em = 14. 599 是个随便选的数一Exm = 10; % x分量幅值Eym = (EnT2-Exm 2) 0.5; % y 分量幅值w = 10; %角频率z0 = 0; %起始位置x = 0:0. 01:3; % x轴坐标取样m0 = zeros (size (x) ; %与x取样序列规模相同 的

6、0序列Qx = 0; %x分量初相角Qy = pi/4; %y分量初相角 方便起见0：线极化 pi/2：圆计划其它：椭圆极化 figurefor t=0:500Ex = Exni*cos (w*x+w*t*le-2+Qx) ; % 计算 x方向幅值瞬时序列Ey = Eyin*cos (w*x+w*t*le-2+Qy) ; % 计算 y方向幅值瞬时序列plot3 (x, m0, mO, black, LineWidth, 3) ; %画 参考轴线hold onplot3 (x, mO, Ex,m , LineWidth, 1.5);% 画x轴方向分量hold onplot3 (x, Ey, m0

7、, bLineWidth, 1. 1) ;% 画y轴方向分量hold on%和向量y坐标为Y分量幅值，z坐标为X 分量幅值plot3 (x, Ey, Ex, g , LineWidth5 , 1. 2); hold offxlabel (,传播方向)； ylabel (,电场 Ey);zlabel (电场 Ex);titled平面电磁波传播示息图 ,fontsize , 14)set (gca, fontsize , 12) drawnowend仿真图如下所示：公 Figure 1文件(E)编辑任)查看凹 插入(1)工具 桌面(D)窗口(W)帮助(H)平面电磁波传播示意图 ad二气5足以-盘

8、E 回x山菸？h图2右旋圆极化波图2、左旋程序为：Exm = 4;% x分量幅值Eym = 4;% y分量幅值w = 10;%角频率zO = 0;%起始位置x二0:0.01:3;% x轴坐标取样m0 = zeros (size (x) :% 与 x 取样序列规模相同的0序列Qx = 0;%x分量初相角Qy = -pi/2;%y分量初相角 方便起见0：线极化pi/2：圆计划 其它：椭圆极化 figurefor t=0:500Ex = Exin*cos (w*x+w*t*le-2+Qx) ; % 计算 x方向幅值瞬时序列Ey = Eym*cos (w*x+w*t*le-2+Qy) ; % 计算 y

9、方向幅值瞬时序列plot3 (x, m0, mO, black, LineWidth, 3) ; %画 参考轴线hold onplot3 (x, mO, Ex,m , LineWidth5, 1.5);% 画x轴方向分量hold onplot3 (x, Ey, mO, bLineWidth, 1. 1) ;% 画y轴方向分量hold on%和向量y坐标为Y分量幅值，z坐标为X 分量幅值plot3 (x, Ey, Ex, g , LineWidth , 1. 2):hold offxlabel （传播方向）；ylabel （电场 Ey）;zlabel （5 电场 Ex）;title （平面电磁波传播示意图 ,fontsize5 , 14）set （gca, fontsize , 12） drawnowend其仿真结果图如下：，Figure 1 X文件 编辑(E)查看凹 插入(1)工具 桌面(D)窗口W 帮助(H)己3必