所有的电磁波都有极化特性。

电磁波的极化，肉眼并不可见。更多是理论上的分析，但是，借助了天线，就有了实在的存在形式。

本文先介绍电磁波的极化，下一文介绍天线的极化，其实两者的联系非常紧密，不能完全分割。

本文介绍了电磁波的线极化、圆极化、椭圆极化概念。

1.平面波的极化

极化是天线的基本特征之一。我们首先需要了解平面波的极化。然后，下一章，我们讨论天线极化的主要类型。

平面波的极化：在一个固定点处瞬时电场的轨迹图，是描述天线辐射电磁波矢量空间指向的参数。

雷达和无线通信中，电磁波最常见的极化方式有：

（1）线极化(垂直/水平)

（2）圆极化(左旋/右旋)

（3）椭圆极化(左旋/右旋)。

天线在给定方向处的极化定义，为天线在那个方向上所辐射的波的极化。

椭圆极化是最广泛的极化形式。

圆极化是椭圆极化的特殊形式。

线极化是圆极化的特殊形式。

1.1 线性极化

我们从了解平面电磁波的极化开始。

平面电磁（EM）波有几个特点：

（1）电场和磁场垂直彼此相互正交。

（2）电场和磁场垂直于平面波传播的方向。

天线在远场条件下辐射的都是横电磁波，电场矢量的方向和磁场垂直，且同时垂直于传播方向。于是，无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。

作为一个例子，考虑单频电场（E场）由方程（1）。

电磁场是在+z方向传播。以水平向右为z轴。

电场在+x方向的传播。

磁场是在+y方向传播。

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在方程（1），观察符号：x这是一个单位向量（一个长度的向量），在x方向的电场点。平面波在图1说明。

作为一个例子， 考虑平面波方程（1）电场。

我们将观察的位置在电场（X，Y，Z）=（0,0,0）作为时间的函数。这一领域的振幅绘制在图2中，在时间轴的几个实例。是振荡频率的“F”。

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电场在0点来回幅度振荡。电场始终沿着指向X轴。由于电场沿单向保持，可以说是这一区域线性极化。此外，如果X轴与地面平行， 这一领域也被描述为水平极化。如果该字段是面向沿Y轴， 这一波可以说是垂直极化。

线性极化波不需要沿水平或垂直轴导向。例如，也将与约束行沿线，如图3所示的电场波线性极化。

图3中的电场可以由式（2）描述。现在有一个电场 x和y分量。这两个元素是大小相等。

有一点要注意的方程（2）的X-Y元素在第二阶段。这意味着，这两个元素在任何时候都有相同幅度。

1.2 圆极化

现在假设 平面波的电场是由方程（3）:

在这种情况下，X-和Y是90度的相位。如果观察（X，Y，Z）=（0,0,0）再像以前那样，电场随时间变化的曲线将出现如下图所示 在图4。

图4 电场强度（X，Y，Z）=（0,0,0）EQ域 （3）

图4中的电场旋转了一圈。这种类型的字段被描述为一个圆极化波。为圆极化，下列标准必须满足：

如图4，电磁波在屏幕上行驶，向外旋转被说成是反时针方向和右手圆极化（RHCP）。如果字段是在顺时针方向旋转，将属于左手圆极化（LHCP）。

1.3椭圆极化

如果电场有两个垂直分量，相差90度，大小相等，就退化为圆极化。考虑平面波的电场在+ z方向行驶，描述 方程（4）：

电场矢量的点轨迹是在图5中给出。

图5中的领域，在反时针方向传播，为右手椭圆极化。如果电场矢量旋转在相反的方向，是左手椭圆偏振。

此外，椭圆偏振是指其偏心。

偏心率的比率主要和次要轴的幅度。

例如，波偏心方程（4）为1/0.3= 3.33。

椭圆极化波是进一步描述长轴的方向。波方程（4）有一个主要是X轴的轴。需要注意的是，长轴可以在任何平面的角度。角度并不需要，以配合 X，Y或Z轴。

最后，需要注意的是圆极化和线极化都是特殊情况下的椭圆偏振。

1.0偏心椭圆偏振波是一个圆极化波。

无限的偏心率的椭圆偏振波线性极化波。

在下一节，我们将使用平面波极化知识的特点和理解天线。

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