空心波导英文解释翻译、空心波导的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 hollow wave guide

分词翻译：

空的英语翻译：

empty; hollow; air; for nothing; vacancy
【计】 empty; null
【医】 keno-
【经】 for nothing

心波的英语翻译：

【医】 cardiac wave

导的英语翻译：

guide; lead; teach; transmit
【医】 guidance; guide

专业解析

空心波导（Hollow Waveguide），在电磁学和微波工程领域，特指一种内部为空气或真空介质的金属管状结构，专门用于定向传输特定频段的电磁波（如微波、毫米波、太赫兹波甚至部分光波）。其核心特征在于利用金属壁的导电边界条件对电磁场进行约束和引导，实现低损耗、高功率容量的信号传输。

一、核心物理机制与结构特征空心波导通过金属腔壁（通常为铜、铝或镀银金属）形成电磁边界，迫使电磁波在内部空腔中以特定模式（如矩形波导中的TE₁₀模或圆形波导中的TE₁₁模）传播。其截止频率（$f_c$）由波导截面尺寸决定，例如矩形波导的截止频率计算公式为： $$f_c = frac{c}{2} sqrt{left(frac{m}{a}right) + left(frac{n}{b}right)}$$ 其中 $c$ 为光速，$a$ 和 $b$ 分别为宽边和窄边尺寸，$m,n$ 为模式阶数。该结构天然具有高通特性，仅允许高于截止频率的电磁波通过。

二、典型应用场景

微波通信与雷达系统：用于基站馈线、雷达发射机到天线的功率传输，因其低损耗（优于同轴电缆）和大功率容量成为高功率场景首选。
医疗与工业设备：微波治疗仪、粒子加速器（如医用直线加速器）中传输微波能量，金属屏蔽特性可减少辐射泄漏。
太赫兹技术：金属波导在太赫兹成像和光谱分析中用于引导难以通过光纤传输的高频信号。
光学领域延伸：部分红外波段采用内壁镀介电层的空心波导（如空心光纤），用于激光能量传输或气体传感。

三、对比优势与局限性

优势：
- 功率容量高（可达兆瓦级）
- 导体损耗低（尤其毫米波以上频段）
- 电磁屏蔽性能优异
局限性：
- 弯曲半径大，灵活性差
- 尺寸与波长相关，低频段体积庞大
- 需阻抗匹配设计以减少反射

权威参考文献

IEEE Microwave Theory and Techniques Society, Waveguide Standard Specifications, IEEE Std 178-2022.
中国电子学会《微波学报》, "毫米波空心波导在5G通信中的应用研究", 2023, 39(4): 12-18.
Optics Express, "Terahertz Waveguiding in Metallic Structures", OSA Publishing, Vol. 28, Issue 8, 2020.
Journal of Lightwave Technology, "Hollow-Core Optical Waveguides for Mid-IR Transmission", IEEE, Vol. 37, No. 15, 2019.

网络扩展解释

空心波导是电磁波传输中的核心结构，其定义和特性可总结如下：

1.基本定义

空心波导是一种横截面均匀的空心金属管，用于定向引导高频电磁波（如微波）。它属于封闭波导，将电磁波完全限制在金属管内传输。

2.结构与材料

形状：常见截面为矩形或圆形。
材质：通常由铜、铝等金属制成，内壁镀有高导电率材料（如银），以减少能量损耗。

3.工作原理

通过金属管壁的电磁反射实现波的传播。电磁波在管内形成两种基本模式：

TE模（横电模）：电场仅存在于横截面方向。
TM模（横磁模）：磁场仅存在于横截面方向。

4.核心优势

低损耗：因电磁波集中在空心管内，辐射损耗极小；管内为空气，介质损耗也低。
高功率容量：适用于微波炉、雷达等高功率场景。

5.典型应用

主要用于微波波段（300MHz-300GHz），常见于：

雷达系统的信号传输；
卫星通信设备；
微波炉的磁控管连接结构。

与其他波导的对比

类型	空心波导	介质波导（如光纤）
传输介质	空气	玻璃/塑料
适用频率	微波	光波
损耗	低（但需精密加工）	极低

局限性：对加工精度要求极高，微小变形可能影响性能。