谢宝昌

(上海交通大学 电子信息与电气工程学院， 上海， 200240)



电磁波极化的图形化复数教学研究

谢宝昌

(上海交通大学 电子信息与电气工程学院， 上海， 200240)

摘要：本文利用电磁波的基本特性，将空间任意方向传播的电磁波变换到沿Z轴正方向传播的形式，然后采用矢量空间和复平面重合的形式来描述电场强度矢量合成，从而将电磁波的极化问题转换成正、反转复数的分析，利用图形直观地展现电磁波的极化规律，实践表明，图形化复数教学方法有助于学生理解电磁波的极化，也为“电机学”课程空间磁势分析方法打下基础。

关键词：电磁波; 极化; 图形化; 复空间

0引言

电磁波的极化是“电磁场”课程的重要内容之一，极化是指空间固定点电磁波场强矢量端点的运动规律，它取决于场源的性质，与发射天线有关，同时影响接收天线的方向。电磁波的极化分为线极化、圆极化和椭圆极化，其中圆极化与椭圆极化又有左旋和右旋之分。如何在教学过程中，既强调基本概念，又能直观地反映极化方式，同时充分利用学生已经掌握的知识，是课堂教学的关键。教材通常采用的场强矢端轨迹解析表达法难以达到上述要求[1-4]。

本文针对场强矢量只有垂直于传播方向的两个分量的特点，采用复平面表达场强矢量端点轨迹，用图形化形式形象而直观地展现电磁波的极化方式，解决此问题。该图形化教学方法也为电气工程专业“电机学”课程空间磁势波形分析打下基础。……