圆极化波及其MATLAB仿真西电.docx
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圆极化波及其MATLAB仿真西电
电磁场与电磁波大作业
圆极化波及其MATLAB仿真
专业:
信息对抗技术
班级:
021231
学生姓名:
指导教师:
黄丘林
一、引言
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,其主要分类有线极化波,圆极化波和椭圆极化波。
二、原理详解
下面我们详细分析圆极化波的产生条件。
假设均匀平面电磁波沿+Z方向传播,电场强度矢量E频率和传播方向均相同的两个分量
和
,电场强度矢量的表达式为
电场强度矢量的两个分量的瞬时值为
设
那么式
(2)式(3)变为
消去t得
此方程就是圆方程。
电磁波的两正交电场强度分量的合成电场强度矢量E的模和幅角分别依次为
由式(4)和式(5)可见,电磁波的合成电场强度矢量的大小不随时间变化,而其余x轴正向夹角α将随时间变化。
因此合成的电场强度矢量的矢端轨迹为圆,故称为圆极化。
三、仿真分析
下面我们用MATLAB进行仿真分析。
假设电磁波为圆极化波,且沿+z方向传播,则其电场强度矢量轨迹如下图一所示:
图一
而当固定位置观察圆极化波的矢端轨迹,其结果如下图二:
图二
固定时刻观察圆极化矢端轨迹如下图三:
图三
其中当固定时刻的电场矢量的x和y分量如下图四:
图四
四、仿真代码
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%电磁场与电磁波大作业%%%%
%%%%圆极化波及其MATLAB仿真%%%%
%%%%作者:
柯炜鑫%%%%
%%%%学号:
02123049%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
圆极化波及其MATLAB仿真
图一代码:
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('电场强度矢量');
gridon
end
图二代码:
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([-1.11.1-1.11.1]);
xlabel('Ex');
ylabel('Ey');
axisequal;
gridon;
title('固定位置圆极化波矢端轨迹')
图三代码:
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+faiy));
axis([-1.11.1-1.11.1]);
xlabel('Ex');
ylabel('Ey');
axisequal;
gridon;
title('固定时刻圆极化波矢端轨迹');
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- 极化 波及 MATLAB 仿真