為什么要分水平極化和垂直極化呢？

(1)水平極化和垂直極化的概念用在哪?

實(shí)際使用的天線，大多數(shù)情況下，都離不開(kāi)天線罩。分析天線罩的性能時(shí)，就需要用到以下的水平極化和垂直極化的概念。

記得當(dāng)時(shí)做的本科畢設(shè)，就是在實(shí)驗(yàn)室?guī)熃愕闹笇?dǎo)下，用物理光學(xué)法仿真一個(gè)雷達(dá)天線罩的性能。中間重要的一步，就是把輻射到雷達(dá)罩內(nèi)表面的場(chǎng)分解成水平極化和垂直極化，然后各自計(jì)算，最后再給線性疊加。

當(dāng)然，現(xiàn)在電磁仿真軟件這么發(fā)達(dá)，對(duì)于操作層面的研發(fā)人員來(lái)說(shuō)，不知道這些關(guān)系也不大。但是，如果能了解一下這些底層的知識(shí)，更有助于我們了解事物的本質(zhì)。

那為什么要分水平極化和垂直極化呢？

(2)水平極化和垂直極化的定義

當(dāng)考慮平面波從一種介質(zhì)斜入射到另一種介質(zhì)時(shí)，會(huì)按照如下對(duì)水平極化和垂直極化進(jìn)行定義。即：當(dāng)電場(chǎng)方向在xz平面上時(shí)，為水平極化；當(dāng)電場(chǎng)方向垂直與xz平面上時(shí)，為垂直極化。

兩種介質(zhì)，以z軸的正負(fù)半軸為區(qū)分，在y軸上是擴(kuò)展的，因此xy面為介質(zhì)交界面。z軸和入射波的電場(chǎng)方向構(gòu)成的平面為入射面。當(dāng)電場(chǎng)方向平行與入射面時(shí)，稱之為水平極化；當(dāng)電場(chǎng)方向垂直與入射面時(shí)，稱之為垂直極化。

以上是考慮電磁波在不同介質(zhì)之間傳播時(shí)的定義。

但是在電波傳播領(lǐng)域(比如通信中)，定義方式會(huì)有所不同。電場(chǎng)方向平行與大地時(shí)的線極化波，稱之為水平極化；電場(chǎng)方向垂直與大地時(shí)的線極化波，稱之為垂直極化。

有時(shí)候，線極化波既不是水平極化，也不是垂直極化；但是可以分解為水平極化和垂直極化的線性疊加。

(3)水平極化時(shí)的傳輸系數(shù)和反射系數(shù)

由文獻(xiàn)2可知，在水平極化時(shí)，其反射系數(shù)和傳輸系數(shù)如下圖所示：

當(dāng)θi = 0，即入射波垂直介質(zhì)面入射時(shí)，θr = θt = 0 。此時(shí)，

這時(shí)，存在一個(gè)特殊的入射角，稱為布儒斯特角(Brewster angle)，使得Γ= 0。

(4)垂直極化時(shí)的傳輸系數(shù)和反射系數(shù)

由文獻(xiàn)2可知，在垂直極化時(shí)，其反射系數(shù)和傳輸系數(shù)如下圖所示：

當(dāng)θi = 0，即入射波垂直介質(zhì)面入射時(shí)，θr = θt = 0 。此時(shí)，

當(dāng)垂直極化波在介質(zhì)面進(jìn)行傳輸時(shí)，沒(méi)有布儒斯特角(Brewster angle)(使得Γ= 0)的存在。

從上面的公式，可以了解到，在分析電磁波在不同介質(zhì)面?zhèn)鞑r(shí)，之所以要區(qū)分水平極化和垂直極化，是因?yàn)樗綐O化和垂直極化時(shí)，波的傳輸系數(shù)和反射系數(shù)是不同的。

參考文獻(xiàn)：

[1]垂直極化波和水平極化波是什么意思？- 知乎 https://www.zhihu.com/question/30060110/answers/updated

[2]David M. Pozar Microwave Engineering