电磁波极化与极化分解(第四章)
介质的极化电磁场与电磁波
介质的极化介质的极化中国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C中国大学国大学M O O C中国大学M O O C 中国大学M OO C中国大学中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学MO O C中国大学国大学M OO C 中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学中国大学M OO C中国大学M O O C 中国大学MO OC中国大学中国大学M OO C 中国大学M O O C中国大学M OO C中国大学电介质是一种绝缘材料，在外电场作用下不能发生传导现象，可以发生极化现象。
电介质有多种形态：固态，液态和气态。
电介质分子可分为两类：无极分子有极分子当外电场不存在时，电介质中分子的正负电荷的“重心”是重合的。
当外电场不存在时，电介质中分子的正负电荷的“重心”不重合的。
一. 电介质的特性无极分子：有极分子：中国大学M O O C中国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学国大学M O O C中国大学MO O C 中国大学M O O C中国大学中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学M O OC中国大学国大学M O O C中国大学MO O C中国大学MO O C中国大学中国大学M OO C中国大学M O O C 中国大学MO OC中国大学中国大学M OO C中国大学M O O C 中国大学MO O C中国大学+q-q⎝⎭⎪=-⎛⎫εφR R q π4=0110⎝⎭⎪=-≠⎛⎫εφR R q π4011012=p ql电偶极子R=⋅εφRp e Rπ402中国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C国大学M O O C中国大学M O O C 中国大学M OO C中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学MO O C国大学MOOC中国大学MO O C中国大学MO O C中国大学MOO C 中国大学M O O C中国大学M O O C中国大学MOO C中国大学M O O C 中国大学M OO C+q-q=p ql电偶极子方向与电场同向E电偶极子方向转至与电场同向=p qlE中国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学M O O C国大学M O O C 中国大学M O O C 中国大学M OO C中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学MO O C国大学M OO C 中国大学M O O C中国大学MO O C中国大学M OO C中国大学M O O C中国大学MO OC中国大学M OO C 中国大学M O O C 中国大学M OO C二. 电介质的极化定义：这种在外电场作用下，电介质中出现有序排列的电偶极子，表面上出现束缚电荷的现象，称为电介质的极化。
电磁波极化方式及其应用
电磁波极化方式及其应用
电磁波的三种基本极化方式是指电场方向与磁场方向相互垂直的电磁波在空间中的传播方式。
这三种基本方式分别是水平线极化、垂直线极化和圆形极化。
水平线极化是指电场方向与地面平行，磁场方向与地面垂直的电磁波。
这种极化方式在地面短波通信中非常常见。
水平线极化波的电场方向与传输方向垂直，因此它能够更好地穿过电离层，从而实现远距离传输。
垂直线极化是指电场方向与地面垂直，磁场方向与地面垂直的电磁波。
这种极化方式在卫星通信中非常常见。
垂直线极化波的电场方向与传输方向垂直，因此它能够更好地传输信号，从而实现更好的通信质量。
圆形极化是指电场方向与地面垂直，磁场方向为顺时针或逆时针方向的电磁波。
这种极化方式在移动通信和无线电通信中非常常见。
圆形极化波的电场方向与传输方向垂直，并且以一定的旋转方向传输信号，因此它能够更好地抵抗干扰和多径效应，从而提高通信质量。
总之，电磁波的三种基本极化方式在各种通信领域中都有广泛的应用。
不同的极化方式有不同的优点和适用范围，因此选择合适的极化方式对于提高通信质量非常重要。
电磁场与电磁波 第4章 静态场的边值问题
设 q’ 距球心为b，则 q 和 q’ 在球外 任一点(r,,)处产生的电位为
第四章 静态场的边值问题
1 ( q q) 4π 0 R R
1(
q
4π 0 r 2 d 2 2rd cos
q
)
r 2 b2 2rb cos
径为a 的圆的反演点。
第四章 静态场的边值问题
将式(4-2-3)代入(4-2-2)，可得球外任意点(r,,)的电位
q (
1
a
)
4π 0 r 2 d 2 2rd cos d r 2 b2 2rb cos
（4-2-5）
若导体球不接地且不带电，则当球外放置点电荷 q 后，它的
电位不为零，球面上净电荷为零。此情形下，为满足边界条件，
第四章 静态场的边值问题
第四章 静态场的边值问题
在给定的边界条件下求解泊松方程或拉普拉斯方程称为边 值问题。根据场域边界面上所给定的边界条件的不同，边值问 题通常分为 3 类：
第一类边值问题，给定位函数在场域边界面上的值； 第二类边值问题，给定位函数在场域边界面上的法向导数值； 第三类边值问题又称混合边值问题，一部分边界面上给定的 是位函数值，另一部分边界面上给定的是位函数的法向导数 值。
4.3.1 直角坐标系中的分离变量
直角坐标系中，标量拉普拉斯方程为
2 2 2
0 x2 y2 z2
（4-3-1）
第四章 静态场的边值问题
设 (x,y,z) = X (x)Y(y)Z(z)，代入方程(4-3-1)，整理可得
1 X
d2 X dx2
1 Y
d 2Y dy2
1 Z
d2Z dz2
电磁场与电磁波课后习题及答案四章习题解答
如题图所示为一长方形截面的导体槽，槽可视为无限长，其上有一块与槽相绝缘的盖板，槽的电位为零，上边盖板的电位为，求槽内的电位函数。
解根据题意，电位满足的边界条件为①②③根据条件①和②，电位的通解应取为题图由条件③，有两边同乘以，并从0到对积分，得到故得到槽内的电位分布两平行无限大导体平面，距离为，其间有一极薄的导体片由到。
上板和薄片保持电位，下板保持零电位，求板间电位的解。
设在薄片平面上，从到，电位线性变化，。
题图解应用叠加原理，设板间的电位为其中，为不存在薄片的平行无限大导体平面间（电压为）的电位，即；是两个电位为零的平行导体板间有导体薄片时的电位，其边界条件为：①②③根据条件①和②，可设的通解为由条件③有两边同乘以，并从0到对积分，得到故得到求在上题的解中，除开一项外，其他所有项对电场总储能的贡献。
并按定出边缘电容。
解在导体板（）上，相应于的电荷面密度则导体板上（沿方向单位长）相应的总电荷相应的电场储能为其边缘电容为如题图所示的导体槽，底面保持电位，其余两面电位为零，求槽内的电位的解。
解根据题意，电位满足的边界条件为①题图②③根据条件①和②，电位的通解应取为由条件③，有两边同乘以，并从0到对积分，得到故得到槽内的电位分布为一长、宽、高分别为、、的长方体表面保持零电位，体积内填充密度为的电荷。
求体积内的电位。
解在体积内，电位满足泊松方程（1）长方体表面上，电位满足边界条件。
由此设电位的通解为代入泊松方程（1），可得由此可得或（2）由式（2），可得故如题图所示的一对无限大接地平行导体板，板间有一与轴平行的线电荷，其位置为。
求板间的电位函数。
解由于在处有一与轴平行的线电荷，以为界将场空间分割为和两个区域，则这两个区域中的电位和都满足拉普拉斯方程。
而在的分界面上，可利用函数将线电荷表示成电荷面密度。
电位的边界条件为题图①②③由条件①和②，可设电位函数的通解为由条件③，有（1）（2）由式（1），可得（3）将式（2）两边同乘以，并从到对积分，有（4）由式（3）和（4）解得故如题图所示的矩形导体槽的电位为零，槽中有一与槽平行的线电荷。
第四章-平面波
第四章 平面波本章从麦克斯韦方程及物质的本构关系出发，研究在均匀介质中平面波的传播及其主要特征。
首先讨论线性、均匀、各向同性介质中均匀平面波的传播，再推广到各向异性介质中的情况。
比平面波更复杂的电磁波也可用平面波展开，本章对此也作了讨论。
最后讨论平面波传播的传输线模型，为以后用传输线模型求解复杂的场问题打下基础。
4.1得出电场强度E 与磁场强度H 满足的波方程，4.2从波方程得到简单介质中的平面波解，4.3、4.4讨论平面波的极化特性以及平面波在有耗介质中的传播，4.5介绍色散与群速的基本概念，4.6与4.7分别研究电各向异性介质和磁各向异性介质中平面波的传播特征。
4.8讨论髙斯波束的平面波展开，4.9证明电磁波沿某一方向传播可与特定参数传输线上电压、电流波的传播等效，即电磁波传播的传输线模型。
4.1 波方程3.4已分析过，麦克斯韦方程组中两个旋度方程是独立的。
在两个旋度方程中电场强度E 与磁场强度H 耦合在一起。
从解方程角度看，先要将E 跟H “去耦”，即从两个旋度方程消去H （或E ），然后得到只关于E （或H ）的方程。
本节讨论无源、简单介质中麦克斯韦方程的解，所谓无源，就是指所研究的区域内不存在产生电磁场的源J 与ρv 。
对于简单介质，ε、μ是常量。
在这种特定情况下，将物质的本构关系（3.4.1）、（3.4.2）代入麦克斯韦方程（3.2.8）~（3.2.11），得到 ∇⨯E =–j ωμH （4.1.1） ∇⨯H = j ωεE （4.1.2） ∇⋅E = 0 （4.1.3） ∇⋅H = 0 （4.1.4） 式（4.1.1）、（4.1.2）两个方程中，只有E 和H 两个独立的场量，但E 和H 耦合在一起。
为了从这两个方程得到只关于E 或H 的方程，对式（4.1.1）取旋度，并将式（4.1.2）代入，得到 ()()()E E H E μεωωεωμωμ2=-=⨯∇-=⨯∇⨯∇j j j利用恒等关系()()E E E 2∇-⋅∇∇=⨯∇⨯∇，而根据式（4.1.3），0=⋅∇E ，所以上式成为022=+∇E E μεω（4.1.5）同样对式（4.1.2）取旋度，将式（4.1.1）代入，并利用式（4.1.4）及上面的矢量运算恒等关系，得到022=+∇H H μεω（4.1.6）式（4.1.5）、（4.1.6）可合并写成 ()022=⎩⎨⎧+∇HEk（4.1.7） 式中μεω22=k（4.1.8）在自由空间或真空中，μ = μ0，ε = ε0，k 记作k 000220εμω=k（4.1.9）式（4.1.5）、（4.1.6）或（4.1.7）叫做无源简单介质中的波方程，在这个方程中E 跟H 不再耦合在一起。
平面电磁波的极化形式
平面电磁波的极化形式一、引言电磁波是由电场和磁场相互作用产生的一种能量传播形式。
在自然界中，电磁波无处不在，包括可见光、无线电波、微波等。
其中平面电磁波是一种特殊的电磁波，它的振动方向和传播方向互相垂直，具有很强的定向性和极化性。
而电磁波的极化形式则是指电场振动方向相对于传播方向的变化规律，本文将对平面电磁波的极化形式进行详细介绍。
二、平面电磁波1. 定义平面电磁波是指在空间中传播的一种特殊的电磁辐射，它的振动方向和传播方向互相垂直，并且具有相同频率和相同振幅。
2. 特点（1）定向性强：平面电磁波沿着一个确定的方向传播。
（2）速度恒定：平面电磁波在真空中传播速度为光速。
（3）能量密度均匀：平面电磁波能量密度在任意截面上都是均匀的。
三、电磁波的极化形式1. 定义电磁波的极化形式是指电场振动方向相对于传播方向的变化规律，通常分为线偏振、圆偏振和无偏振三种形式。
2. 线偏振（1）定义：线偏振是指电场在平面内沿着一个确定方向的振动，而另一个方向则不发生振动。
（2）产生方式：通过一些特殊的装置，如偏光片或者反射镜等可以将自然光转化为线偏振光。
（3）性质：线偏振光可以分为水平偏振和垂直偏振两种类型，它们之间的区别在于电场矢量的方向不同。
3. 圆偏振（1）定义：圆偏振是指电场在平面内绕传播方向旋转，并且旋转速度相同。
（2）产生方式：通过一些特殊的装置，如四分之一波片或者半波片等可以将自然光转化为圆偏振光。
（3）性质：圆偏振光可以分为左旋圆偏和右旋圆偏两种类型，它们之间的区别在于电场矢量绕传播方向旋转的方向不同。
4. 无偏振（1）定义：无偏振是指电场在平面内的振动方向随机变化，没有确定的振动方向。
（2）产生方式：通过一些特殊的装置，如散射器或者热源等可以产生无偏振光。
（3）性质：无偏振光是一种随机的光，它包含了所有可能的电场振动方向。
四、平面电磁波的极化形式1. 垂直极化当电场矢量垂直于传播方向时，称为垂直极化。
电磁波极化与极化分解(第四章)
Ex E*x Ey Ex*
Ex E*y Ey E*y
1 2
g0 g1 g2 j g3
g2 j g0
g3 g1
Jones相干矩阵
gE
g0
g1
g2 g3
Ex E*x Ey E*y Ex Ex* Ey E*y Ex E*y Ey Ex* j Ex E*y Ey E*x
电磁波与目标的相互作用
• 电磁波与目标的作用：信号源产生发射信号，在天线上产生交变电流，通过交变电磁 场将能量辐射出去；目标截取到入射电磁波并产生感应电流，通过感应电磁场的形式 将能量散射出去；雷达天线接收到来自目标后向散射场并产生感应电流，即回波信号 ，回波通过中央数字处理单元后处理形成图像或提取出目标信息。
cos 2 sin 2
sin 2
g02 g12 g22 g32
Poincaré球面的点
极化度： 极化熵* ：
DoP g12 g22 g32 g0
J
U2
1
0
0 2
U21
1u1u1T*
2u2uT2 *
2
H pi log2 pi
i1
pi
1
i 2
各项异性* ：
A
1 1
2 2
–
yáo 两仪（二爻）：阴，阳；奇，偶；刚，柔；玄，黄；乾，坤；春，秋；男，女；左，右；正，负…
极化 正交基
– 四象：太阴，太阳，少阴，少阳；东，南，西，北；青龙，白虎，朱雀，玄武；朔，望，上弦，下弦；春
，夏，秋，冬…（二爻相加，有四种可能的形象，称为四象）
xùn
gèn
xiàn
– 八卦：乾，兑，离，震，巽，坎，艮，坤；天，泽，火，雷，风，水，山，地；健，悦，丽，动，入，陥
Chapter4-1 波方程及其平面波解与极化
9
TEM模 TEM模
选择一个特定的坐标系 选择一个特定的坐标系 E0 = E0x0 H0 = H0y0 k = kz0 使得 在这个特定坐标系中，电场、磁场、波矢各只有一个 在这个特定坐标系中，电场、磁场、 分量。 分量。 − jkz 于是平面波解成为： 平面波解成为 于是平面波解成为： E = E0 e x 0 H = H 0 e − jkz y 0 一般情况下E、 、 各有三个分量。 各有三个分量 一般情况下 、H、k各有三个分量。 如果我们定义 为纵向，则在这个特定坐标系中， 定义z为纵向 如果我们定义 为纵向，则在这个特定坐标系中，电 磁场都没有纵向分量。电场、 场、磁场都没有纵向分量。电场、磁场都没有纵向 分量的场叫做横电磁模或TEM模。平行双导线、同 叫做横电磁模或 分量的场叫做横电磁模或 模 平行双导线、 轴线中电磁场就属于TEM模。 轴线中电磁场就属于 模
小结、 小结、复习
复习要点 由麦克斯韦方程可得到E 由麦克斯韦方程可得到E与H去耦的波方程 在无源简单介质中用分离变量法得到其解： 在无源简单介质中用分离变量法得到其解： 分离变量法得到其解
(∇
2
E + k2 = 0 H
E = E0 e − jk ⋅r H = H 0 e − jk ⋅r
表示波沿-x方向 表示波沿 方向 由无限远传来
e
方程的解为: 方程的解为 Φ ( x. y.z ) ~ e
− j (kx x+k y y +kz z )
=e
− jk⋅r
k叫做波矢，其绝对值k叫做传播常数，k2满足的方程 叫做波矢，其绝对值 叫做传播常数， 叫做波矢 叫做传播常数 7 叫做介质的色散方程 介质的色散方程. 叫做介质的色散方程
电动力学第四章电磁波的传播
第四章电磁波的传播讨论电磁场产生后在空间传播的情形和特性。
分三类情形讨论：一：平面电磁波在无界空间的传播问题二. 平面电磁波在分界面上的反射与透射问题；三.在有界空间传播 -导行电磁波第一部分平面电磁波在无界空间的传播问题讨论一般均匀平面电磁波和时谐电磁波在无界空间的传播问题1时变电磁场以电磁波的形式存在于时间和空间这个统一的物理世界。
2 研究某一具体情况下电磁波的激发和传播规律，从数学上讲就是求解在这具体条件下Maxwell equations 或 wave equations 的解。
3 在某些特定条件下，Maxwell equations或wave equations可以简化，从而导出简化的模型，如传输线模型、集中参数等效电路模型等等。
4最简单的电磁波是平面波。
等相面（波阵面）为无限大平面电磁波称为平面波。
如果平面波等相面上场强的幅度均匀不变，则称为均匀平面波。
5许多复杂的电磁波，如柱面波、球面波，可以分解为许多均匀平面波的叠加；反之亦然。
故均匀平面波是最简单最基本的电磁波模式，因此我们从均匀平面波开始电磁波的学习。
§4.1波动方程 (1)§4.2无界空间理想介质中的均匀平面电磁波 (4)§4.3 正弦均匀平面波在无限大均匀媒质中的传播 (7)4.1-4.3 总结 (13)§4.4电磁波的极化 (14)§4.5电磁波的色散与波速 (16)4.4-4.5 总结 (18)§4.1 波动方程本节主要容：研究各种介质情形下的电磁波波动方程。
学习要求： 1. 明确介质分类； 2. 理解和掌握波动方程推到思路 3. 分清楚、记清楚无界无源区理想介质和导电介质区波动方程和时谐场情形下理想介质和导电介质区波动方程4.1.1介质分类：电磁波在介质中传播，所以其波动方程一定要知道介质的电磁性质方程。
一般情况下，皆知的电磁性质方程很复杂，因为反应介质电磁性质的介电参数是量。
电磁波极化类型的判别以及极化的分解与合成
间随时间变化的轨迹形状。
极化的形式 三种基本极化方式：线极化、圆极化、椭圆极化
04:12
极化的三种基本形式 三种基本极化方式：线极化、圆极化、椭圆极化 （1）线极化：电场强度矢量端点随时间变化的轨迹
苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。
关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于
出水面，这是山中四季的景色。意译法：太阳升起，山林里雾气开始消散，烟云聚拢，山谷又开始显得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明变化的，就是山中的朝暮。春天野花绽开并散发出阵阵幽香，夏日佳树繁茂并形成一片浓荫，秋天风高气爽，霜色洁白，冬日水枯而石底上露，如此，
就是山中的四季。【教学提示】翻译有直译与意译两种方式，直译锻炼学生用语的准确性，但可能会降低译文的美感；意译可加强译文的美感，培养学生的翻译兴趣，但可能会降低译文的准确性。因此，需两种翻译方式都做必要引导。全文直译内容见《我的积累本》。目标导学四：解读文段，把握文本
环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号 曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什么不能划分为“山/行六七里”？
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– 分布目标：目标散射特性由于外界的风动、温度及压力梯度等因素的存在而随时间变动，比如流动的 水面、随风而动的植被等；
– 雷达自身以及环境等引起的随机扰动
gES
1 r2
K
gEI
gE
g0
g1
g2
g3
Ex Ex* Ey E*y Ex E*x Ey E*y Ex E*y Ey Ex* j ExE*y Ey E*x
A0 B0 C
H
F
K
C H
A0 B E E A0 B
G
D
F
G
D - A0 B0
cos( cos(
t t
kz kz
x) y )
Re
E0 x e E0 ye
j x j y
e
jkz
e
j
t
E
Ex
Ey
E0
x
e
j
x
E0
y
e
j
y
Ae
j
cos
sin
sin cos
cos
j sin
部分极化波的描述
Stokes矢量
J
E ET*
ES
e jkr r
S
EI
e jkr r
S XX
SYX
S XY SYY
EI
雷达截面积RCS： ij 4 Sij 2
• 散射矩阵的测量：
X和Y代表任意的极化正交基 “两仪生四象”
交替单发双收：
1. X天线发送，X和Y天线同时接收，得到了SXX和SXY 2. Y天线发送，X和Y天线同时接收，得到了SYX和SYY
Ey
z0
,
t
2
E0 y
sin2 ,
y
x
运行轨迹为椭圆；特殊情况：线极化，圆极化
极化波分类
• 完全极化波（completely polarized wave）：单色波且无噪声分量，完全相干，极化度为一：
– 雷达的发射波一般可看成完全极化波（实际上是准单色的） – 单目标（也称纯目标、固定目标、纯目标、相干目标、平稳目标 ）的散射回波可认为是完全极化波
– 几何因素：目标位置、高程及成像几何；反应在回波相位和像素位置上 – 物理因素：目标结构、形状、粗糙度、湿度等；反应在回波的相位、幅度和极化中
• 电磁波与目标的作用过程就是目标对电磁波幅度调制、相位调制和极化调制的过程
电磁波与目标相互作用的描述：单目标
• 散射矩阵：描述目标散射电场与入射电场Jones矢量间的变换关系
极化波分类
完全极化波（CP）
部分极化波（PP）
完全去极化波（CD）
完全极化波的描述
极化椭圆
椭圆幅度A
A E02x E02y
方向角 椭圆率
tan 2
2E0x E0 y E02x E02y
cos
sin
2
2E0x E0 y E02x E02y
sin
2
,
2
4
tan
t
Ey Ex
z0,t z0,t
2
SXV SY*Y
SYY 2
“四象生八卦”
相干矩阵：
Pauli矢量：
k
1 2
SXX
SYY
SXX SYY
2SXY T
C
U1 3( LP )
TU3( LP )
1
U3(LP)
1 2
1 0
SXX SYY 2 (S XX SYY )(S XX SYY )*
T
k k*T
1 2
( S XX
cos 2 sin 2
sin 2
g02 g12 g22 g32
Poincaré球面的点
极化度： 极化熵* ：
DoP g12 g22 g32 g0
J
U2
1
0
0 2
U21
1u1u1T*
2u2uT2 *
2
H pi log2 pi
i1
pi
1
i 2
各项异性* ：
A
1 1
2 2
为什么？能不能？怎么做？
3、电磁波极化具有可分性（波的二分性理论），但是波极化所携 带的目标信息是否具有可分性？
Huynen系统地进行了尝试，引领了这个领域，现有的研究成果
对这一假设进行了实际验证
根据属性进行分解：互易性，对称性；
根据类型进行分解：球、平面、二面角、三面角、植被、螺旋体…
4、怎么分解？分解思路（认识论）
电磁波极化与极化分解
2011年11月4日 中国科学院研究生院
从3D电影到雷达干涉与极化
SAR立体测绘
SAR干涉测量
两眼视差形成立体感 极化隔离将左右眼视觉分开 思考：选择哪种极化基最好？
什么是极化？
• 极化：极端化，偏向，取向
• 西方：在政治上，极化是指民意因分化而走向极端的过程（In politics, polarization is the process by which the public opinion divides and goes to the extremes. ）。
电磁波与目标的相互作用
• 电磁波与目标的作用：信号源产生发射信号，在天线上产生交变电流，通过交变电磁 场将能量辐射出去；目标截取到入射电磁波并产生感应电流，通过感应电磁场的形式 将能量散射出去；雷达天线接收到来自目标后向散射场并产生感应电流，即回波信号 ，回波通过中央数字处理单元后处理形成图像或提取出目标信息。
综合的思想：在候选的类型基上展开； 固定类型：基于模型的分解；
自适应类型：基于特征矢量分解；
最优的思想：找出候选的类型中和目标最“像”的（属性，类型）；
属性+类型混合分解：先属性再类型
目标极化分解
具体情况
• 单目标：散射矩阵，固定目标，相干分解
S
SHH
SHV
e jHH e jHV
SHV e jHV SVV e jVV
A0
1 4
S XX
SYY
2
B0
1 4
S XX
SYY
2
S XY
2
C 1 2
SXX 2 SYY 2
E Re
S
* XY
SXX
SYY
G Im S*XY SXX SYY
B
1 4
S XX
SYY
2
S XY
2
D Im SXX SY*Y
F Im
S
* XY
S
XX
SYY
Poincaré球
* S. R. Cloude and E. Pottier, “The concept of polarization entropy in optical scattering,” Optical Engineering, vol. 34, no. 6, pp. 1599-1610, Jun. 1995.
全极化测量的必要性：全面理解杜绝偏见
水平和垂直极化基下常见目标的散射矩阵：
水平偶极子：S
1
0
0 0
垂直偶极子：S
0 0
0 1
球、平面、三面角等奇次散射：
S
1
0
0 1
同相
二面角等偶次散射：
S
1
0
0 1
反向
森林、植被等体散射：
S
0 1
1 0
变极化
电磁波与目标相互作用的描述：分布目标
Stokes矩阵（Kennaugh矩阵）：描述Stokes矢量间的关系
ejHH
绝对相位项
SHH
SHV e j(HV HH )
SHVej(HVHH) SVVej(VVHH)
相对散射矩阵
2A0 C - jD H jG
TS k k*T C jD
B0 B
E
jF
H jG E jF B0 B
单目标只有五个自由度，相干矩阵九个参数中只有五个独立
2 A0 (B0 B) H 2 G2
E0x 2 E0 y 2 E0x 2 E0 y 2 2E0xE0 y cos
2E0xE0 y sin
完全极化波时
g12
g22
g32
g0
g1 g2
g3
g12
g22
g32
0 0
gCP
gCD
0
g02
g12
g
2 2
g32
Poincaré球内的点
gE
g0
g1
g2 g3
j
Ex E*x Ey E*y Ex Ex* Ey E*y Ex E*y Ey Ex* Ex E*y Ey Ex*
E0 x
2
E0 y
2
1
E0 x
2
E0 y
2
2E0xE0 y cos
2 E0 x
E0
y
sin
g0
cos 2 cos 2
Ex E*x Ey Ex*
Ex E*y Ey E*y
1 2
g0 g1 g2 j g3
g2 j g0
g3 g1
Jones相干矩阵
gE
g0
g1
g2 g3
Ex E*x Ey E*y Ex Ex* Ey E*y Ex E*y Ey Ex* j Ex E*y Ey E*x
– 固定传播位置处电场矢量终端随时间变化形成的轨迹； – 固定时间点上不同传播位置处电场矢量终端在垂直于传播方向的平面内所形成的投影；