
【電】 front waveguide feed
former; forward; front; preceding; priority
【醫】 a.; ante-; antero-; fore-; pro-; proso-; ventri-; ventro-
wave guide
【計】 waveguide
【化】 waveguide
make a present of
electricity
【計】 telewriting
【化】 electricity
【醫】 Elec.; electricity; electro-; galvano-
在微波工程與天線設計領域,“前波導饋電”(英文:Front Waveguide Feed)是一種特定的電磁波信號輸入結構設計方式,特指将饋源(信號源)置于波導開口端前方或直接集成于波導開口端,使電磁能量沿波導軸向向前傳播的饋電機制。其核心在于信號注入點的位置與波導傳播方向的配合。
以下從結構、原理與應用角度詳細解釋:
“前”的定位含義
“前”指波導開口輻射方向的前端位置。在矩形、圓形等規則波導中,信號從波導一端(前端)耦合輸入,沿軸向傳播至另一端輻射或繼續傳輸 。
對比:後饋(Rear Feed)則從波導末端反向饋入信號。
波導(Waveguide)的核心作用
波導作為空心金屬管,通過邊界反射約束電磁波傳播。前饋設計中,波導既是傳輸線,也是輻射結構的一部分(如喇叭天線)。
饋電(Feed)機制
通過探針、耦合孔或直接波導接口,将射頻能量從源(如微帶線、同軸電纜)注入波導前端,激發特定傳播模式(如TE₁₀模)。
喇叭天線饋電系統
矩形波導直接延伸為喇叭開口,前端饋電激發波導模并轉化為自由空間波,實現高方向性輻射(常見于雷達、衛星通信) 。
公式示例:喇叭天線增益 ( G ) 與口徑尺寸關系:
$$ G approx frac{4pi A_e}{lambda} $$
其中 ( A_e ) 為有效口徑面積,( lambda ) 為波長。
多頻段天線陣列
在相控陣雷達中,前波導饋電可獨立控制各單元相位,實現波束掃描(如AN/SPY-1雷達)。
毫米波通信系統
60GHz以上頻段采用前饋波導降低傳輸損耗,提升功率容量(如5G回傳網絡)。
優勢:
局限:
[ISBN: 978-1-119-17878-2](波導饋電結構理論)
[ISBN: 978-0-470-63155-3](波導傳輸模式分析)
Vol. 68, "W-Band Waveguide-Fed Patch Antenna Array", 2020.
[DOI: 10.1109/TAP.2020.2970077](前沿應用案例)
[ISBN: 978-0-86341-200-6](經典喇叭天線設計)
“前波導饋電”是一個涉及微波工程的專業術語,需結合“波導”和“饋電”兩部分理解:
饋電
指供電或能量傳輸的過程,即通過特定方式向電路或設備提供電能。在微波系統中,饋電需考慮高頻信號傳輸的效率和阻抗匹配。
波導
一種用于傳輸微波信號的金屬管道(矩形或圓形截面),工作于厘米波或毫米波波段,相比普通電纜能顯著減少傳輸損耗。其通過改變截面尺寸、添加膜片或銷釘等結構,實現波形變換、耦合等功能。
前波導饋電
指在微波系統前端(如天線、雷達發射端)采用波導結構進行能量傳輸的供電方式。其特點包括:
▌典型應用場景
常見于衛星通信、雷達系統、微波射頻設備等需要高頻高效傳輸的領域。例如,雷達天線前端通過波導将發射機産生的微波能量饋送至輻射單元。
(注:若需具體工程案例或設計參數,建議參考微波技術專業文獻或行業标準。)
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