電磁波極化及其應(yīng)用

電磁波極化

電磁波電場(chǎng)強(qiáng)度的取向和幅值隨時(shí)間而變化的性質(zhì)，在光學(xué)中稱為偏振。如果這種變化具有確定的規(guī)律，就稱電磁波為極化電磁波（簡(jiǎn)稱極化波）。

電磁波極化的應(yīng)用

1、電磁波極化在雷達(dá)通信中的應(yīng)用

針對(duì)雷達(dá)技術(shù)中“目標(biāo)在哪里以及是什么樣的目標(biāo)”這一核心問(wèn)題，利用電磁波本身的極化矢量性，采用干擾抑制、極化濾波、目標(biāo)極化檢測(cè)等技術(shù)手手段，極大增強(qiáng)并擴(kuò)展了雷達(dá)的探測(cè)功能和應(yīng)用范圍。

1955年，美國(guó)啟動(dòng)GITA235項(xiàng)目，旨在利用極化來(lái)區(qū)分目標(biāo)和雜波。1985年，世界上第一部機(jī)載極化合成孔徑雷達(dá)（PolSAR）問(wèn)世，標(biāo)志著PolSAR進(jìn)入了實(shí)用階段。2004年，中國(guó)電子科技集團(tuán)研制的機(jī)載雙極化合成孔徑雷達(dá)試飛成功。我國(guó)新一代星載合成孔徑雷達(dá)具有多頻段、多極化同時(shí)成像能力，廣泛應(yīng)用于軍事通信和民用遙感領(lǐng)域。

2、電磁波極化在光通信中的應(yīng)用

在光通信中，信號(hào)的極化狀態(tài)通常被稱為偏振狀態(tài)。目前極化狀態(tài)在光通信中的應(yīng)用主要有偏振復(fù)用和偏振調(diào)制兩個(gè)方面。偏振復(fù)用和偏振調(diào)制利用了光信號(hào)在偏振狀態(tài)上的自由度，可與各種相位調(diào)制，幅度調(diào)制相結(jié)合，來(lái)提升頻譜效率和傳輸速率。1987年，E.Dictrich提出了偏振調(diào)制的技術(shù)，并實(shí)驗(yàn)成功560Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸。1992年貝爾實(shí)驗(yàn)室SGJEvangelides實(shí)現(xiàn)了偏振狀態(tài)復(fù)用。

3、電磁波極化在無(wú)線通信中的應(yīng)用

在目前的無(wú)線通信中，電磁波極化主要用于極化分集、極化復(fù)用、極化調(diào)制三個(gè)方面。極化分集最早由貝爾實(shí)驗(yàn)室的Lee和Yeh等人在1972年提出，基本思想是利用天線的極化正交性，來(lái)實(shí)現(xiàn)分集功能。極化復(fù)用與光通信中的偏振復(fù)用思想類似，即利用兩個(gè)或者多個(gè)極化狀態(tài)之間不相關(guān)特性來(lái)同時(shí)發(fā)送和接收多路不同的電磁信號(hào)，區(qū)別在于極化復(fù)用的散射環(huán)境和頻段不同。極化調(diào)制利用電磁波的極化狀態(tài)承載信息，其具有與現(xiàn)有的調(diào)制方式兼容性好，不易被檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)。2016年，DWei將極化調(diào)制與傳統(tǒng)幅度相位調(diào)制結(jié)合，提出了一種更高效的無(wú)線傳輸方案，并利用硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了此方案，該方案可以用于通信效率的提升和保密通信等方面。