[科普中国]-圆极化

当无线电波的极化面与大地法线面之间的夹角从0～360°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。

在电场的水平分量和垂直分量振幅相等，相位相差90°或270°时，可以得到圆极化。圆极化，若极化面随时间旋转并与电磁波传播方向成右螺旋关系，称右旋圆极化；反之，若成左螺旋关系，称左旋圆极化。

极化极化（polarization），指事物在一定条件下发生两极分化，使其性质相对于原来状态有所偏离的现象。如分子极化(偶极矩增大)、光子极化(偏振)、电极极化等。表征均匀平面波的电场矢量（或磁场矢量）在空间指向变化的性质，通过一给定点上正弦波的电场矢量E末端的轨迹来具体说明。光学上称之为偏振。按电场矢量轨迹的特点它可分为线极化、圆极化和椭圆极化三种。由于H的方向和E的方向之间有明确的关系，因此没有必要另行描述H的特性。

极化形式天线的极化特性是以天线辐射的电磁波在最大辐射方向上的电场强度矢量的空间取向来定义的。通过电场强度矢量矢端的运动轨迹划分极化的种类。分为线极化、圆极化和椭圆极化。线极化又分为水平极化和垂直极化；圆极化分为左旋圆极化和右旋圆极化。1

圆极化原理电场的水平与垂直分量的振幅相等，但相位差为90°或270°时的正弦电磁波。这时，正弦电场的两分量可写成

可得合成电场的量值

它的方向则随时间而变，这可由式tgθ=Ey/Ex=Em=常量。可表明合成电场与x轴的夹角θ=ωt合成电场矢量末端在一个圆周上且以角速度ω旋转，见图1。当Ey滞后Ex 90度时，电场矢量反时针方向旋转；Ey超前Ex 90度时，电场矢量顺时针方向旋转。

在工程上还用左旋或右旋来说明圆极化波中电场矢量的旋转方向。如果面对电磁波传播开去的方向观察时，电场矢量是顺时针方向旋转的，这种波称为右旋圆极化波，见图2。如果电场矢量是反时针方向旋转的，则称为左旋圆极化波。2

优点圆极化的主要优点是，用它做发射时，如果用线极化的作接收，则任意方向的线极化都能接收到电平值，即不存在线极化和线极化垂直时接收不到电平值的情况。

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李嘉骞 - 博士 - 同济大学