
【电】 space harmonics
airspace; interspace; space; vacuum; void
【化】 space
【医】 keno-; space
【化】 harmonic (wave)
在电子工程与电磁理论领域,"空间谐波"(英文:spatial harmonics)指电磁波在周期性结构中传播时,由周期性扰动产生的傅里叶模式分量。其数学表达式可表示为: $$ E(x,z) = sum_{n=-infty}^{infty} E_n e^{-j(beta + 2pi n/d)x} e^{-alpha_n z} $$ 其中$d$为周期结构的空间周期,$beta$为基波传播常数,$n$为谐波阶数。
该概念最早由物理学家Felix Bloch在量子力学研究中提出,后被应用于微波工程领域。根据IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques的论述,空间谐波具有三个核心特征:
在工程实践中,空间谐波理论被广泛应用于:
权威文献建议通过布洛赫波分析(Bloch wave analysis)方法求解空间谐波的传播特性,该方法在电磁场数值计算领域具有严格的理论基础(来源:Electromagnetic Wave Theory,麻省理工学院出版社)。
空间谐波是电机领域中的专业概念,指由于电机内部磁场或绕组在空间分布上的非理想性(如不均匀、非正弦性)而产生的谐波分量。其核心特征和原理如下:
空间谐波主要来源于电机磁势和磁阻的空间分布不均匀。例如:
维度 | 空间谐波 | 时间谐波 |
---|---|---|
产生原因 | 磁场/绕组空间分布不均匀 | 电源或控制器的时间域非线性(如PWM调制) |
表现形式 | 磁场在空间上的非正弦分量 | 电流或电压波形的时间域畸变 |
关联性 | 可能通过感应电势影响时间谐波 | 受电源特性直接主导 |
在电机设计中需通过优化绕组分布、采用斜槽或分数槽绕组等方法抑制空间谐波,以提高电磁性能并减少能量损耗。
如需进一步了解谐波的数学基础(如傅里叶变换),可参考中的一般性解释。
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