10.2. Поляризация эмв

Поляризацию ЭМВопределяют поориентации вектора.

Плоскостью поляризацииназывают плоскость, проходящую через направление распространения и вектор.

Рассмотрим поведение векторов иу плоской ЭМВ, распространяющейся вдоль осиz. Будем считать, что осьxориентирована горизонтально, а осьy– вертикально. Нам достаточно рассмотреть поведение, так как связь векторови(данные векторы лежат в плоскостиx0y) известна (7.23)-(7.26):

. (10.1)

Запишем мгновенное значение в декартовых координатах:

. (10.2)

Линейно поляризованнойназывают волну, у которой направление вектора(а значит, и)не изменяетсяс течением времени. Если в (10.2)B=0, тоимеет толькогоризонтальнуюсоставляющую, в этом случае ЭМВ имеетгоризонтальную поляризацию. Если в (10.2)A=0, тоимеет тольковертикальнуюсоставляющую, в этом случае ЭМВполяризована вертикально.

Если фазовый сдвиг между E_xиE_y(=_y–_x) составляетn, то ЭМВ также будетлинейно поляризованной, но в этом случаесоставит некоторыйпостоянный уголс осьюx [2, 4].

Поляризацияназываетсяэллиптической, если проекция векторана плоскость, перпендикулярную направлению распространения, представляет собойэллипс. Если фазовый сдвиг=/2+n, то конец векторабудет с течением времени двигаться поэллипсу.

Пусть _x=0, тогдаE_x, аE_y. В этом случаепредставляет собой эллипс с полуосямиAиB.

Уголмежду мгновенным значениеми осьюxопределяется соотношением.Эллиптическаяполяризация может быть получена суммированием двухортогональных линейныхполяризаций.

Круговая поляризация (проекцияна плоскость, перпендикулярную направлению распространения, естькруг) – частный случайэллиптической,когдаполуоси эллипса равнымежду собой. При этом амплитуда ЭМВ остается постоянной ().Уголмежду мгновенным значениеми осьюxв общем случае определяется соотношением[2]

. (10.3)

Из (10.3) следует, что в каждой фиксированной точке наблюдения в плоскости z=constуголлинейно возрастает (или убывает) со скоростьюс течением времени, изменяясь на2за время одного периодаT (T=2).

Направление вращения определяется поведением проекции данного вектора на плоскостьx0y (z=const). Если смотретьв направлении распространенияЭМВ, и векторвращаетсяпо часовой стрелке, то такая поляризация называетсяправовинтовой(илиправой). Если вращение происходитпротив часовой стрелки, то эта поляризация –левовинтовая(илилевая)[11].

Круговаяполяризация может быть получена суммированием двухортогональных линейныхполяризаций сравными амплитудами.

Верно и обратное свойство: эллиптически или линейно поляризованную ЭМВ можно получить суммированием двух волн с круговой поляризацией и противоположными направлениями вращения [11].

Разделение ЭМВ по поляризации позволяет выполнять поляризационную селекцию сигналов. В каждом конкретном случае выбирается основная поляризация. В этом случае поляризация, ортогональная основной, будет паразитной. В идеале ЭМВ паразитной поляризация не должна приниматься антенной, настроенной на основной вид поляризации. Однако реально полностью подавить паразитную поляризацию не удается. На неоднородностях на трассе распространения ЭМВ и линии передачи может происходить изменение характеристик поляризации, что приводит к кросс-поляризации.

Например, в радиолокации для уменьшения влияний водяных паров в атмосфере (гидрометеоров) используют разделение по поляризации.

Если правовинтовая поляризация выбрана как основная, то в конструкцию антенны включают поляризационную решетку, которая с минимальным ослаблением пропускает ЭМВ основной поляризации, но существенно ослабляет паразитную (левовинтовую) поляризацию.