平面电磁波极化特性及磁场感应涡流加热原理解读
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本学期通过《电磁场与电磁波》课程的学习，受益匪浅。虽然对其中很多知识理解比较困难，但大体了解了电磁场与电磁波的基本概念和定理，掌握了对场的基本分析方法和解题方法，并接触了一些自认为是比较前沿的东西，同时离自己的专业方向也越来越近了。
课程理解不是很透彻，所以就平面电磁波极化特性及磁场感应涡流加热原理，并结合网上资料，说一下自己肤浅的看法。
一、 平面电磁波极化特性及应用
均匀平面波的极化是电磁理论中的一个重要概念，它表征在空间给定点上电场强度矢量的取向随时间变化的特性，并用电场强度矢量E的端点在空间描绘给出的轨迹来表示。
根据轨迹不同，分为直线极化、圆极化、椭圆极化。
1、 圆极化雷达
雷达工作原理：雷达发射机产生足够的电磁能量，经过收发转换开关传送给天线。天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在某一个很窄的方向上形成波束，向前传播。电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取。天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，形成雷达的回波信号。
圆极化雷达也被称为全天候雷达，在雨雾冰雪的恶劣气候中也能正常的工作。由于受到地球重力的影响，雨滴在下落过程中通常变为椭球形状。当线极化平面电磁波穿过雨区时，如果平面波的极化方向，即电场强度的方向与雨滴椭球的长轴一致时，在雨滴中将会产生感应电流，导致电磁能转变为热能，这种不可逆的能量转换会使电磁波受到强烈的衰减。
所以线极化波雷达在雨季一般难以正常地工作。而圆极化电磁波的电场方向会不断地旋转，因此不可能总与雨滴椭球的长轴一致。当电场强度的方向垂直于雨滴椭球的长轴时，不会产生感应电流，此时电磁波不会受到衰减，因此圆极化波雷达穿过雨区是不会遭受到强烈吸收。
2、无线通信中的极化问题
在无线通信应用中，为了实现最佳的接收状态，接收天线的极化特性必须和被接收的电磁波的极化特性完全一致，否则不能接收或者只能接收部分能量。接收天线的极化特性与被接收的电磁波的极化特性完全一致的状态称为极化匹配，极化匹配对于无线通信链路是非常重要的。
当然，如果为了避免信号之间产生串扰，应该使用不同的极化特性。例如在微波中继通信的链路中，由于后继的微波站均位于前方，为了避免发生站间串扰，通信频率及电磁波的极化特性均应逐渐变更。
由于垂直极化电磁波沿着地面传播时，其衰减系数小于水平极化电磁波，而来自地面的远处工业电磁干扰的主要成分是垂直极化波，所以电视、广播台应该发射水平极化的电磁波，接收者使用水平的接收天线，来提高信噪比。当电视台发出的电磁波传输到室内时，经过多次反射后，其极化方向很难确定，所以在室内接收电视信号时，需要不断地旋转线状天线，以使导线的方向尽可能与到达的电磁波的极化方向一致，产生较强的感应电流，提高接收效果。在卫星通信和卫星导航系统中，由于卫星姿态常常发生变化，收发天线均应该采用圆极化波天线，以保证通信链路在任何时刻均能够保持畅通。
在移动通信和微波通信应用中，通常信号很衰弱，而且信号的电平会随机起伏变化。通过实验人们发现，信号电平随机变化的统计特性与电磁波的极化特性有关，两种极化方向相互正交的电磁波，其信号电平随机变化的统计特性不相关。根据这个原理，可以发射两种极化方向相互正交的电磁波，它们携带着同一信号，由于其信号电平随机变化的统计特性不相关，它们在接收点会相互补偿，从而保证接收电平持续稳定。
二、 磁场感应涡流加热原理——电磁炉
电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理，利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内之磁力线通过金属器皿的底部时即会产生无数小涡流，使器皿本身自行高速发热，然后再加热于器皿内的食物。
炉腔具有金属壁，其电气尺寸相对较大，为了减小由于炉子内存在驻波所引起的不均匀加热，用一种“模扰动器”扰乱腔内场分布，这种“模扰动器”是一种金属风扇叶片，食品放在随电机旋转的大浅盘上。微波加热时，食品的内部先得到热量。出现这种现象的原因在于水分子的谐振和具有大损耗正切材料的损耗。
一种有趣的事实是很多食物的损耗正切，随着温度的增加而下降，以使微波加热在某种程度上具有自我调节功能。与通常的烹调比较，微波烹调会给出极快并更均匀的食品加热。微波炉的效率定义为食品中热量的功率对微波炉功率的比值，一般小于50%；但是，这个数值通常大于普通炉子的烹调效率。
其神奇之处就在于炉面的陶瓷表面不会发热，而锅具自行发热，并煮食锅内食物。其最高温度高达240度。
电磁炉的热效率极高，煮食时安全、洁净、无火、无烟、无废气、不怕风吹、不会爆炸或引致气体中毒。当磁场内的磁力线通过非金属物休，不会产生涡流，故不会产生热力。炉面和人都是非金属物体，本身不会发热，因此没有被电磁炉烧伤的危险，安全可靠。
