所有的電磁波都有極化特性。

電磁波的極化，肉眼並不可見。更多是理論上的分析，但是，藉助了天線，就有了實在的存在形式。

本文先介紹電磁波的極化，下一文介紹天線的極化，其實兩者的聯繫非常緊密，不能完全分割。

本文介紹了電磁波的線極化、圓極化、橢圓極化概念。

1.平面波的極化

極化是天線的基本特徵之一。我們首先需要了解平面波的極化。然後，下一章，我們討論天線極化的主要類型。

平面波的極化：在一個固定點處瞬時電場的軌跡圖，是描述天線輻射電磁波矢量空間指向的參數。

雷達和無線通信中，電磁波最常見的極化方式有：

（1）線極化(垂直/水平)

（2）圓極化(左旋/右旋)

（3）橢圓極化(左旋/右旋)。

天線在給定方向處的極化定義，為天線在那個方向上所輻射的波的極化。

橢圓極化是最廣泛的極化形式。

圓極化是橢圓極化的特殊形式。

線極化是圓極化的特殊形式。

1.1 線性極化

我們從了解平面電磁波的極化開始。

平面電磁（EM）波有幾個特點：

（1）電場和磁場垂直彼此相互正交。

（2）電場和磁場垂直於平面波傳播的方向。

天線在遠場條件下輻射的都是橫電磁波，電場矢量的方向和磁場垂直，且同時垂直於傳播方向。於是，無線電波在空間傳播時，其電場方向是按一定的規律而變化的，這種現象稱為無線電波的極化。

作為一個例子，考慮單頻電場（E場）由方程（1）。

電磁場是在+z方向傳播。以水平向右為z軸。

電場在+x方向的傳播。

磁場是在+y方向傳播。

‍

在方程（1），觀察符號：x這是一個單位向量（一個長度的向量），在x方向的電場點。平面波在圖1說明。

圖1 傳播在+ z方向電場的圖形表示

作為一個例子， 考慮平面波方程（1）電場。

我們將觀察的位置在電場（X，Y，Z）=（0,0,0）作為時間的函數。這一領域的振幅繪製在圖2中，在時間軸的幾個實例。是振盪頻率的「F」。

‍

電場在0點來回幅度振盪。電場始終沿著指向X軸。由於電場沿單向保持，可以說是這一區域線性極化。此外，如果X軸與地面平行， 這一領域也被描述為水平極化。如果該欄位是面向沿Y軸， 這一波可以說是垂直極化。

線性極化波不需要沿水平或垂直軸導向。例如，也將與約束行沿線，如圖3所示的電場波線性極化。

圖3 軌跡為一個角度的線性偏振波的電場振幅

圖3中的電場可以由式（2）描述。現在有一個電場 x和y分量。這兩個元素是大小相等。

有一點要注意的方程（2）的X-Y元素在第二階段。這意味著，這兩個元素在任何時候都有相同幅度。

1.2 圓極化

現在假設 平面波的電場是由方程（3）:

在這種情況下，X-和Y是90度的相位。如果觀察（X，Y，Z）=（0,0,0）再像以前那樣，電場隨時間變化的曲線將出現如下圖所示 在圖4。

圖4 電場強度（X，Y，Z）=（0,0,0）EQ域 （3）

圖4中的電場旋轉了一圈。這種類型的欄位被描述為一個圓極化波。為圓極化，下列標準必須滿足：

如圖4，電磁波在屏幕上行駛，向外旋轉被說成是反時針方向和右手圓極化（RHCP）。如果欄位是在順時針方向旋轉，將屬於左手圓極化（LHCP）。

1.3橢圓極化

如果電場有兩個垂直分量，相差90度，大小相等，就退化為圓極化。考慮平面波的電場在+ z方向行駛，描述 方程（4）：

電場矢量的點軌跡是在圖5中給出。

圖5。提示式的橢圓極化波電場

圖5中的領域，在反時針方向傳播，為右手橢圓極化。如果電場矢量旋轉在相反的方向，是左手橢圓偏振。

此外，橢圓偏振是指其偏心。

偏心率的比率主要和次要軸的幅度。

例如，波偏心方程（4）為1/0.3= 3.33。

橢圓極化波是進一步描述長軸的方向。波方程（4）有一個主要是X軸的軸。需要注意的是，長軸可以在任何平面的角度。角度並不需要，以配合 X，Y或Z軸。

最後，需要注意的是圓極化和線極化都是特殊情況下的橢圓偏振。

1.0偏心橢圓偏振波是一個圓極化波。

無限的偏心率的橢圓偏振波線性極化波。