
【電】 space harmonics
airspace; interspace; space; vacuum; void
【化】 space
【醫】 keno-; space
【化】 harmonic (wave)
在電子工程與電磁理論領域,"空間諧波"(英文:spatial harmonics)指電磁波在周期性結構中傳播時,由周期性擾動産生的傅裡葉模式分量。其數學表達式可表示為: $$ E(x,z) = sum_{n=-infty}^{infty} E_n e^{-j(beta + 2pi n/d)x} e^{-alpha_n z} $$ 其中$d$為周期結構的空間周期,$beta$為基波傳播常數,$n$為諧波階數。
該概念最早由物理學家Felix Bloch在量子力學研究中提出,後被應用于微波工程領域。根據IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques的論述,空間諧波具有三個核心特征:
在工程實踐中,空間諧波理論被廣泛應用于:
權威文獻建議通過布洛赫波分析(Bloch wave analysis)方法求解空間諧波的傳播特性,該方法在電磁場數值計算領域具有嚴格的理論基礎(來源:Electromagnetic Wave Theory,麻省理工學院出版社)。
空間諧波是電機領域中的專業概念,指由于電機内部磁場或繞組在空間分布上的非理想性(如不均勻、非正弦性)而産生的諧波分量。其核心特征和原理如下:
空間諧波主要來源于電機磁勢和磁阻的空間分布不均勻。例如:
維度 | 空間諧波 | 時間諧波 |
---|---|---|
産生原因 | 磁場/繞組空間分布不均勻 | 電源或控制器的時間域非線性(如PWM調制) |
表現形式 | 磁場在空間上的非正弦分量 | 電流或電壓波形的時間域畸變 |
關聯性 | 可能通過感應電勢影響時間諧波 | 受電源特性直接主導 |
在電機設計中需通過優化繞組分布、采用斜槽或分數槽繞組等方法抑制空間諧波,以提高電磁性能并減少能量損耗。
如需進一步了解諧波的數學基礎(如傅裡葉變換),可參考中的一般性解釋。
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