圓極化波及其MATLAB仿真_西電.docx

1、電磁場(chǎng)與電磁波大作業(yè)圓極化波及其MATLAB仿真專業(yè)：信息對(duì)抗技術(shù)班級(jí)：021231學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：黃丘林一、引言電磁波電場(chǎng)強(qiáng)度的取向和幅值隨時(shí)間而變化的性質(zhì)， 在光學(xué)中稱為偏振。 如果這種變化具有確定的規(guī)律，就稱電磁波為極化電磁波（簡(jiǎn)稱極化波） 。如果極化電磁波的電場(chǎng)強(qiáng)度始終在垂直于傳播方向的 （橫）平面內(nèi)取向， 其電場(chǎng)矢量的端點(diǎn)沿一閉合軌跡移動(dòng)， 則這一極化電磁波稱為平面極化波。 電場(chǎng)的矢端軌跡稱為極化曲線， 并按極化曲線的形狀對(duì)極化波命名， 其主要分類有線極化波， 圓極化波和橢圓極化波。二、原理詳解下面我們?cè)敿?xì)分析圓極化波的產(chǎn)生條件。假設(shè)均勻平面電磁波沿 +Z 方向傳播，電場(chǎng)強(qiáng)度矢量

2、E 頻率和傳播方向均相同的兩個(gè)分量 Ex 和 Ey ，電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的表達(dá)式為E ax EXay Ey(axE0 xay E0 y )e- jkz(1)(axExme j xa yEyme jy )e jkz電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的兩個(gè)分量的瞬時(shí)值為ExExm cos(tkzx )(2)EyEym cos(tkzy )(3)Exm Eym Em ,xy, z 0,那么式（ 2）式（ 3）變?yōu)樵O(shè)2ExEm cos(tx )EyEy cos(ty)2消去 t 得( Ex )2( Ey )2 1EmEm此方程就是圓方程。電磁波的兩正交電場(chǎng)強(qiáng)度分量的合成電場(chǎng)強(qiáng)度矢量E的模和幅角分別依次為EEx2Ey2Em(4)a

3、rctan sin(tx ) ( t x )(5)cos(tx )由式（ 4）和式（5）可見(jiàn)，電磁波的合成電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的大小不隨時(shí)間變化，而其余x 軸正向夾角將隨時(shí)間變化。因此合成的電場(chǎng)強(qiáng)度矢量的矢端軌跡為圓，故稱為圓極化。三、仿真分析下面我們用 MATLAB 進(jìn)行仿真分析。假設(shè)電磁波為圓極化波，且沿+z 方向傳播，則其電場(chǎng)強(qiáng)度矢量軌跡如下圖一所示：電場(chǎng)強(qiáng)度矢量2015z 1050212010-1-1-2y-2x圖一而當(dāng)固定位置觀察圓極化波的矢端軌跡，其結(jié)果如下圖二：固定位置圓極化波矢端軌跡10.80.60.40.2yE0-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1-0.500.51Ex圖二固定時(shí)

4、刻觀察圓極化矢端軌跡如下圖三：固定時(shí)刻圓極化波矢端軌跡10.80.60.40.2yE0-0.2-0.4-0.6-0.8-1-1-0.500.51Ex圖三其中當(dāng)固定時(shí)刻的電場(chǎng)矢量的x 和 y 分量如下圖四：固 定 時(shí) 刻 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 矢 量 分 量 Ex10z 50-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Ex固 定 時(shí) 刻 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 矢 量 分 量 Ey10z 50-1-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.81Ey圖四四、仿真代碼%電磁場(chǎng)與電磁波大作業(yè)%圓極化波及其MATLAB 仿真%作者：柯煒鑫%學(xué)號(hào)： 02123049%圓極化波及其MATL

5、AB 仿真圖一代碼：w=1.5*pi*(10e+8);z=0:0.05:20;k=120*pi;fort=linspace(0,1*pi*10e-8,200)e1=sqrt(2)*cos(w*t-pi/2*z);e2=sqrt(2)*sin(w*t-pi/2*z);h1=sqrt(2)/k*cos(w*t-pi/2*z);h2=-sqrt(2)/k*sin(w*t-pi/2*z);plot3(e1,e2,z);xlabel(x);ylabel(y);zlabel(z);title( 電場(chǎng)強(qiáng)度矢量 );gridonend圖二代碼：clc;clear;exm=1;eym=1;faix=0;faiy=pi/2;wt=0:.001:10;kz=0;plot(exm*cos(wt-kz+faix),eym*cos(wt-kz+faiy);axis(-1.1 1.1 -1.1 1.1);xlabel(Ex);ylabel(Ey);axisequal;gridon ;title( 固定位置圓極化波矢端軌跡 )圖三代碼：clc;clear;exm=1;eym=1;faix=0;faiy=pi/2;wt=0;kz=0:.001:10;plot(exm*cos(wt-kz+faix),eym*cos(wt-kz+