摘 要

就目前而言，电磁波极化的定义如下：表明其电场强度的取向和幅度随着时间进行着具有普适性规律变化的性质。然而对于一般初学者而言，由于电磁波并非肉眼直接可见、双手实体接触的实体，因此大多数同学都对其抽象性表示难以接受，加之先前对于电磁波极化定义表述的过于精简，在平日的生活学习中时常见到模棱两可易于混淆的概念，使我们对于电磁波极化的特点缺乏具体或是深入的掌握。

因此，为了使我们在电磁学的学习过程中对于电磁波以及极化这方面的概念有一个较为清晰同时便于理解的记忆与认识，本文给出了电磁波极化的可视化呈现，以便我们对于该方面自行的课后学习以及探讨。

本文通过利用Matlab软件完成了一个人机交互界面友好的小程序，启动后先是在软件上呈现出该应用的大致功能以及注意事项，接着在合适美观的位置给出窗口用来输入自定义电磁波的参数，在确定后自动绘制出该自定义电磁波的波形，从而进一步判断其极化方式，在完成判断后我们可以选择关闭程序或者重新填入另一组参数。

关键词：电磁波极化；判断方法；可视化呈现

Abstract

For the time being, the definition of polarization of electromagnetic waves is such that the orientation and amplitude of the electric field strength change with the law of universality over time. However, for the average beginner, since the electromagnetic wave is not an entity that is directly visible to the naked eye and physically touched by both hands, most of the students are unacceptable for their abstract expression and the simplicity of the previous definition of electromagnetic wave polarization. The concept of ambiguity and confusing is often found in life learning, which makes us lack specific or in-depth understanding of the characteristics of electromagnetic wave polarization.

Therefore, in order to make us have a clear and easy to understand memory and understanding of the concept of electromagnetic wave and polarization in the process of electromagnetic learning, this paper gives a visual representation of the polarization of electromagnetic waves, so that we can after-school study and discussion.

This paper uses Matlab software to complete a human-computer interaction interface-friendly small program. After startup, it first presents the general functions and precautions of the application on the software, and then gives the window to input the parameters of the custom electromagnetic wave in a suitable and beautiful position. After the determination, the waveform of the custom electromagnetic wave is automatically drawn to further determine the polarization mode. After the judgment is completed, we can choose to close the program or refill another set of parameters.

Key Words：Electromagnetic Wave Polarization，Judgment Method，Visual Presentation

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究目的及意义 1

1.2 电磁波极化技术的发展及应用 1

1.3 本论文的主要工作 2

第2章 电磁波极化原理 4

2.1 电磁波的极化 4

2.2电磁波的三种极化方式 4

2.2.1 电磁波线极化 4

2.2.2 电磁波圆极化 5

2.2.3电磁波椭圆极化 6

2.3 电磁波极化的判断方式 6

2.4 可视化呈现判断方式的选择 7

2.5 小结 8

第3章 电磁波极化可视化呈现的设计 9

3.1 MATLAB以及GUIDE函数 9

3.2 交互界面的设计 10

3.2.1 静态文本框 10

3.2.2 可编辑文本 10

3.2.3 按钮 11

3.2.4 滑动条 12

3.2.5 其他控件 12

3.3 极化方式判断设计 12

3.4 图像输出设计 14

3.5 视角调整设计 15

3.6 小结 18

第4章 结果分析 19

4.1 交互界面 19

4.2 极化方式的判别 19

4.3 图像的输出与视角的调整 21

4.4 小结 22

第5章 结论 23

参考文献 24

附 录 25

致 谢 29

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

叙述电磁场以及电荷电流密度关系的一组偏微分方程于19世纪70年代问世，麦克斯韦通过对电磁学中三大重要定律的总结，将其应用于力学模型，最终诞生了麦克斯韦电磁理论，距公式提出至今已超过100年^[1]。在这一阶段中物理学家们以此为基础将原本理论化的四个方程组不断的推广发展并投之于现实产品的应用中，尤其是在传播通信技术、雷达天线技术、成像探测技术、抗干扰技术这几个方面中电磁波理论更是得到了充分的实践。

电磁波最广泛，同时也是最不可或缺的应用是将信息通过不同于传统方式的媒介进行接受与传递，在和我们息息相关的现实生活中，许多移动设备、家用电器甚至军工装备都在电磁波技术的渗透下得以诞生，例如可以通过收音机接受音频信号的无线电广播，通过电视机接受视频以及音频信号的电视，通过对讲机、手机、便携式电台接受并发送信号的移动电话，通过接受反射得到电磁波信号用于导航或是探测的雷达等等^[2]。