为什么要分水平极化和垂直极化呢？

(1)水平极化和垂直极化的概念用在哪?

实际使用的天线，大多数情况下，都离不开天线罩。分析天线罩的性能时，就需要用到以下的水平极化和垂直极化的概念。
 
记得当时做的本科毕设，就是在实验室师姐的指导下，用物理光学法仿真一个雷达天线罩的性能。中间重要的一步，就是把辐射到雷达罩内表面的场分解成水平极化和垂直极化，然后各自计算，最后再给线性叠加。
 
当然，现在电磁仿真软件这么发达，对于操作层面的研发人员来说，不知道这些关系也不大。但是，如果能了解一下这些底层的知识，更有助于我们了解事物的本质。
 
那为什么要分水平极化和垂直极化呢？
 
(2)水平极化和垂直极化的定义

当考虑平面波从一种介质斜入射到另一种介质时，会按照如下对水平极化和垂直极化进行定义。即：当电场方向在xz平面上时，为水平极化；当电场方向垂直与xz平面上时，为垂直极化。
 
两种介质，以z轴的正负半轴为区分，在y轴上是扩展的，因此xy面为介质交界面。z轴和入射波的电场方向构成的平面为入射面。当电场方向平行与入射面时，称之为水平极化；当电场方向垂直与入射面时，称之为垂直极化。

以上是考虑电磁波在不同介质之间传播时的定义。
 
但是在电波传播领域(比如通信中)，定义方式会有所不同。电场方向平行与大地时的线极化波，称之为水平极化；电场方向垂直与大地时的线极化波，称之为垂直极化。
 
有时候，线极化波既不是水平极化，也不是垂直极化；但是可以分解为水平极化和垂直极化的线性叠加。
 
(3)水平极化时的传输系数和反射系数

由文献2可知，在水平极化时，其反射系数和传输系数如下图所示：
 

 
当θi = 0，即入射波垂直介质面入射时，θr = θt = 0 。此时，
 

 
这时，存在一个特殊的入射角，称为布儒斯特角(Brewster angle)，使得Γ= 0。
 
(4)垂直极化时的传输系数和反射系数

由文献2可知，在垂直极化时，其反射系数和传输系数如下图所示：
 

 
当θi = 0，即入射波垂直介质面入射时，θr = θt = 0 。此时，


 
当垂直极化波在介质面进行传输时，没有布儒斯特角(Brewster angle)(使得Γ= 0)的存在。
 
从上面的公式，可以了解到，在分析电磁波在不同介质面传播时，之所以要区分水平极化和垂直极化，是因为水平极化和垂直极化时，波的传输系数和反射系数是不同的。