基于Matlab的电磁波极化仿真.pdf
频谱研究
FrequencySpectrum Research
基于Matlab的电磁波极化仿真
■ 黄淮学院 陈洪涛
摘 要
电磁波极化是电磁理论中的一个重要概念，借助Matfab计算数据处理和图形展示功能，用图画方式
把电磁波极化的全貌展示出来，这样不必通过数学上抽象的解析推导，就可以对问题展开讨论 ．促进教
学的开展。实验仿真给出了左极化、椭圆极化图形 具有直观性，便于对比观察。
关键词：Matlab极化 图形 仿真
件。经过近2O年的发展 ．MatJab的核心被进～步完善
l前言 和强化．同时许多工程领域的专业人员也开始用MatJab
构造本领域的专门辅助工具 ，这些工具后来便发展为
电磁波的极化是电磁理论 中的一个重要概念…。由 Matlab的各种工具箱。Matlab具有强大的图形处理能力和
于其他作图软件无法体现 电磁波传播的全貌及 电磁波传 丰富的工具箱处理函数．这样就使图形处理编程变得比
播与极化状态的联系，影响了电磁波极化的形象化。 较简单 。
Matlab自产生之 日起就具有方便的数据可视化功
能 ，它可以将 向量和矩阵用图形表现出来，并且可以 3电磁波极化理论
对图形进行标注和打印。高层次的作图包括二维和三
维 的可视化 、图像 处理 、动画和 表达式作 图。它不 电磁波的极化表征在空间任一固定点上电场矢量的
仅在一般数据可视化软件都具有的功能 (例如二维曲 取向随时间变化的特性，通常用 电场矢量末端随时间变
线和三维 曲面的绘制和处理等)方面更加完善 ，而且 化的轨迹来描述。电场矢量末端的轨迹是直线 ．就称为
对于一些其他软件所没有的功能 (例如图形的光照处 线极化 电场矢量末端的轨迹是圆．就称为圆极化．根
理、色度处理以及四维数据的表现等)同样有出色的 据旋转方向可分为左旋圆极化和右旋圆极化；电场矢量
处理能力 。 末端的轨迹是椭圆．就称为椭圆极化．同样也包括左旋
本文通过MatIab对 电磁波极化进行仿真，较真实地 椭 圆极化和右旋椭圆极化 。
显示了电磁波极化时的图形 ．为更好地观测 电磁波极化 平面 电磁波沿轴线前进无E分量．但是具有f分量
提供了依据。通过实验仿真圆极化波、椭圆极化波 ．我 和 分量 ，如果f分量为零 ．只有E分量 ，我们称其为X
们可以更加直观地理解 电磁波极化的产生和各 自的特 方向线极化。如果只有f分量而没有f分量 ．我们称其
点 为Y方向线极化。在一般情况下，E和 都存在，在接收
此电磁波时 ，将得到包含水平与垂直两个分量的电磁
2Matlab简介 波。如果此两个分量的电磁波的振幅和相位不同，可以
得到各种不同极化形式的电磁波 。
2O世纪7O年代，美国新墨西哥大学计算机科学系主
任CleveMoler为了减轻学生编程的负担，~]FORTRAN编 3．1线极化波的合成
写了最早的Matlab。1984年 由Little、Moler、SteveBangert 设同频率的两个正交线极化波为
合作成立的MathWorks+b司正式把Mat1ab推向市场。到 ／E =Excos(oct一中．)
2O世纪9O年代，MatIab已成为国际控制界的标准计算软 E【 ；E cos(cot一中2)
中
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