極化波

電磁波的極化是電磁理論中得一個重要概念，它表徵在空間給定點上電場強度矢量的取向隨時間變化的特性，並用電場強度矢量的端點隨時間變化的軌跡來描述 ^[1]  。

極化方式有兩類：一種是線極化，一種是圓極化。其中在線極化方式下又分為水平極化和垂直極化，圓極化方式下又分左旋圓極化和右旋圓極化。

不同極化（偏振）可看作若干個具有同傳播方向同頻率的平面電磁波合成的結果。若場矢量具有任意的取向、任意的振幅和雜亂的相位，則合成波將是雜亂的。

線極化波又有水平極化波和垂直極化波之分。電場的兩個分量沒有相位差（同相）或相位差為180度（反相）時，合成電場矢量是直線極化。當電場強度方向垂直於地面時，此電波就稱為垂直極化波；當電場強度方向平行於地面時，此電波就稱為水平極化波。

若電場矢量在空間描出的軌跡為一個圓，即電場矢量是圍繞傳播方向的軸線不斷地旋轉，則稱為圓極化波。

平面電磁波入射波的E波沿Y方向極化，稱E極化波。也稱TE波 ^[2]  。

平面電磁波入射波的H波沿X方向極化，稱H極化波。也稱TM波。

一個橢圓的或圓的極化波，它的電場向量在任一正交於傳播方向的固定平面內，沿着傳播方向觀察時，隨着時間沿右手或順時針方向旋轉 ^[3]  。

一個橢圓的或圓的極化波，它的電場向量在任一正交於傳播方向的固定平面內，沿着傳播方向觀察時，隨着時間沿左手或逆時針方向旋轉。

圓極化波可由兩正交且具有90度相位差的分量合成產生，根據矢量端點旋轉方向的不同，圓極化可以是右旋的，也可以是左旋的。

具體判斷可按如下方式進行：將右手大拇指指向電磁波的傳播方向，其餘四指指向電場強度E的矢端並旋轉，若與E的旋轉一致，則為右旋圓極化波；若與E的旋轉相反，則為左旋圓極化波。

在移動通信系統中，一般均採用垂直極化的傳播方式，雷達、導航、制導、通信和電視廣播上廣泛採用圓極化波。因為一個線極化波可以分解為兩個振幅相等、旋向相反的圓極化波，一個橢圓極化波可以分解成兩個不等幅的、旋向相反的圓極化波，用圓極化天線來接收信號的話，不管發射的極化方式如何肯定能收到信號，不會出現失控的情況。

在工程應用上接收極化波時，天線上均裝有極化器，它是完成線極化或圓極化變化的器件。在結上有兩種：一種是在波導內插入介質片，另一種是在圓波導中通過軸線的縱面內對稱插入多顆螺釘構成，也稱作移相器。當接收圓極化波時，調整波導內的移相器位置可完成左旋圓極化和右旋圓極化的接收；當接收線極化波時，去掉波導內移相器，調整高頻頭在饋源支架中的左右活動方向（高頻頭已與饋源相連接），便可完成水平或垂直極化波的接收。

在接收線極化波的情況下，將移相器取下的目的是：當衞星接收天線接收線極化波時，即使將移相器與波導垂直（可收線極化波），不移相也會產生損失，會使天線噪聲增加。這也是目前市場上銷售接收線極化波的中小口徑天線的波導內沒有移相器的原因之一。所以，若移相器是螺釘對稱排列的，用螺絲刀將其全部旋出與圓波導內壁持平即可。