矩形波导英文解释翻译、矩形波导的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 rectangular waveguide

分词翻译：

矩形的英语翻译：

rectangle
【化】 rectangle

波导的英语翻译：

wave guide
【计】 waveguide
【化】 waveguide

专业解析

矩形波导（Rectangular Waveguide）是一种用于微波和毫米波频率范围传输电磁波的空心金属管，其横截面为矩形。作为导行电磁波的结构，它利用金属壁的反射作用将能量约束在管内传播，主要工作在微波频段（通常从数百MHz到数百GHz）。

一、核心定义与结构

基本结构
由导电性良好的金属（如铜或铝）制成，内部为真空或充有干燥空气，横截面呈长方形，具有明确的宽边（a）和窄边（b），且满足 ( a > b ) 。
工作模式
支持横电波（TE模）和横磁波（TM模），无法传输TEM模（横电磁波）。主模为 ( text{TE}_{10} ) 模，其截止波长 ( lambda_c = 2a ) 。

二、关键物理特性

截止频率
电磁波仅在频率高于截止频率 ( f_c ) 时才能传播：

$$ f_c = frac{c}{2} sqrt{left( frac{m}{a} right) + left( frac{n}{b} right)} $$

其中 ( c ) 为光速，( m, n ) 为模式阶数（主模 ( m=1, n=0 )) 。
传播常数与衰减
相速度大于光速，群速度小于光速。导体损耗随频率升高而增大，尤其在接近截止频率时衰减显著。

三、典型应用场景

雷达系统
用于高功率微波传输，如机载雷达馈线系统。

卫星通信
作为地面站高频段（Ka波段）信号传输通道。

粒子加速器
提供精确控制的微波能量耦合。

四、与其它波导的对比优势

特性	矩形波导	同轴电缆
功率容量	高（可达 MW 级）	低（受击穿限制）
高频损耗	低（尤其 >10 GHz）	高（趋肤效应显著）
屏蔽效能	优异（全封闭结构）	中等（依赖外导体）

注：工程设计中需注意尺寸公差，( a ) 的偏差会导致主模截止频率偏移，影响阻抗匹配。

参考资料

Pozar, D. M. Microwave Engineering (4th ed.), Wiley.
IEEE Standard 1785-2016 Waveguide Dimensions
Radar Systems Engineering (MIT Lincoln Lab Technical Report)
ITU-R Recommendation F.2003 (Satellite Ground Interfaces)

网络扩展解释

矩形波导是一种用于传输微波信号的金属波导，其核心特点和原理可归纳如下：

一、定义与结构

矩形波导是由铜、铝等金属制成的空心矩形截面管道，内部填充空气介质。其结构特点包括：

封闭设计：避免电磁波泄露和外界干扰，损耗低且功率容量大；
尺寸参数：宽边为$a$，窄边为$b$（通常$a > b$），尺寸决定工作频率范围。

二、传播模式

矩形波导仅支持TE（横向电场）模和TM（横向磁场）模，无法传播TEM（横向电磁）模。具体特性包括：

TE模（如TE₁₀模）：电场横向分布，磁场含纵向分量，主模为TE₁₀（最低次模）；
TM模（如TM₁₁模）：磁场横向分布，电场含纵向分量；
简并模：不同模式可能具有相同的截止频率（如TE₁₁和TM₁₁）。

三、场分布与方程

TE模场方程（以TEₘₙ为例）： $$ H_z = H_0 cosleft(frac{mpi x}{a}right) cosleft(frac{npi y}{b}right) e^{-jbeta z} $$ 其中$m,n$为模式指数，$beta$为传播常数。
截止频率：$f_c = frac{1}{2sqrt{muepsilon}} sqrt{left(frac{m}{a}right) + left(frac{n}{b}right)}$，决定可传输的最低频率。

四、应用领域

高频系统：如卫星通信、雷达系统（1-220 GHz）；
大功率场景：如微波加热、粒子加速器；
微波元器件：耦合器、滤波器等设计的基础结构。

五、优势与限制

优势：机械强度高、导体损耗低、功率容量大；
限制：低频时尺寸过大，仅适用于微波及以上频段。

如需进一步了解数学推导或具体模式场分布，可参考等文献。